কস্টিক ওয়াশ ওয়াটারের জন্য পেট্রোকেমিক্যাল সাম্প হিটার (10% NaOH, 95 ডিগ্রী, সালফাইড দূষক সহ), টাইটানিয়াম শিথের প্রাচীরের বেধ কীভাবে সোডিয়াম টাইটানেট স্কেল এবং পরবর্তী অতিরিক্ত উত্তাপের সাথে যোগাযোগ করে?

কস্টিক সাম্প পরিষেবার জন্য টাইটানিয়াম হিটার ডিজাইনে প্রাথমিক বাণিজ্য- বন্ধ৷
পেট্রোকেমিক্যাল সাম্প হিটারগুলি কস্টিক ওয়াশ ওয়াটার (10% NaOH) 95 ডিগ্রীতে জমাট প্রতিরোধ করতে এবং পাম্পযোগ্যতা সংরক্ষণ করতে ব্যবহার করা হয়। সালফাইড দূষণকারী (অশোধিত তেল থেকে বহন): 100-500 পিপিএম। এই পরিবেশে টাইটানিয়াম কস্টিকের সাথে একত্রিত হয়ে সোডিয়াম টাইটানেট (Na₂TiO₃ বা Na₂Ti₃O₇) স্কেল তৈরি করে। এই স্কেলটি ছিদ্রযুক্ত এবং টাইটানিয়াম (17 W/mK) থেকে কম তাপ পরিবাহিতা (≈1-2 W/mK) রয়েছে। উচ্চ তাপমাত্রায় স্কেল আরও দ্রুত বৃদ্ধি পায়। একটি মোটা টাইটানিয়াম খাপ একই শক্তির ঘনত্বের জন্য আরও উত্তপ্ত হয় এবং এইভাবে স্কেল গঠনের গতি বাড়ায়। স্কেল স্তর তৈরি হওয়ার সাথে সাথে এটি খাপকে অন্তরক করে এবং অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলি অতিরিক্ত গরম করে। এই তদন্তে, আমরা প্রাচীরের বেধ, স্কেল উত্পাদনের গতি এবং অতিরিক্ত গরম হওয়ার ঝুঁকির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নিয়ে আলোচনা করি।

যান্ত্রিক অখণ্ডতা সোডিয়াম টাইটানেট স্কেল গঠনের উপর প্রভাব
সালফাইড অমেধ্য উপস্থিতিতে 95C তাপমাত্রায় 10% NaOH-এ টাইটানিয়াম জারা। দুটি সমান্তরাল প্রক্রিয়া দ্বারা ঘটে. 1. কস্টিকের সরাসরি আক্রমণ: Ti + 4NaOH → Na2TiO3 + 2Na2O + 2H2. 2. সালফাইড দ্বারা ত্বরান্বিত আক্রমণ। S2- + 2H2O→ H2S + 2OH- H2S টাইটানিয়াম আক্রমণ করে। গঠিত সোডিয়াম টাইটানেট স্কেল অ{18}}প্রতিরক্ষামূলক। এটি ছিদ্রযুক্ত এবং আরও কস্টিক অনুপ্রবেশের অনুমতি দেয়। স্কেল পুরুত্ব প্যারাবোলিকভাবে বিকশিত হয়: δ_scale=kx √t, যেখানে k তাপমাত্রার একটি ফাংশন। k টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের জন্য 105 ডিগ্রিতে 0.1 মিমি/√মাস, 115 ডিগ্রিতে 0.2 মিমি/√মাস। 12 মাস পর, 1.0 মিমি পুরুত্বের একটি প্রাচীর (T_surface ≈ 105 ডিগ্রী ) এর স্কেল পুরুত্ব 0.35 মিমি; 2.0 মিমি পুরুত্বের একটি প্রাচীর (T_surface ≈ 110 ডিগ্রী ) এর স্কেল পুরুত্ব 0.5 মিমি। দ্রুত স্কেল মোটা প্রাচীর.

স্কেল নিজেই টাইটানিয়াম ধাতু খায় না – এটি ধাতু-স্কেল ইন্টারফেসে টাইটানিয়াম পরমাণু থেকে তৈরি হয়। তবে স্কেলটি সময়ে সময়ে বন্ধ হয়ে যায়, এটির সাথে কিছু টাইটানিয়াম নিয়ে যায়। উভয় দেয়ালের পুরুত্বের জন্য ধাতব ক্ষতির হার প্রায় 0.05 থেকে 0.10 মিমি/বছর, যদিও মোটা দেয়ালের বৃহত্তর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা এটিকে উপরের প্রান্তে ঝুঁকে দেয়।

থার্মাল পারফরম্যান্সের উপর প্রভাব: স্কেল নিরোধক অতিরিক্ত উত্তাপের কারণ
সোডিয়াম টাইটানেটের স্কেল একটি অন্তরক। 2.0 W/cm2 এ একটি 0.5 মিমি স্কেল স্তর (k~1.5 W/mK) ΔT_scale দেয়=20,000 x 0.0005 / 1.5=6.7C এই অতিরিক্ত তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে দ্রুত স্কেল গঠনের একটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া লুপ হয়। অভ্যন্তরীণ MgO নিরোধক এবং প্রতিরোধের তারগুলি বেশি তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে। 1.0 মিমি স্কেলে, ΔT_scale=13.3 ডিগ্রি এবং ভিতরের দেয়ালের তাপমাত্রা 450 ডিগ্রির বেশি হতে পারে যার ফলে MgO ক্ষয় হয় এবং তারের বার্নআউট হয়।

মোটা দেয়ালের সাথে শুরু করার জন্য এবং দ্রুত স্কেল করার জন্য পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বেশি থাকে, তাই তাদের অতিরিক্ত গরম করার জন্য কম গুরুত্বপূর্ণ সময় থাকে। একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের জন্য 1.0 মিমি স্কেলে পৌঁছাতে প্রায় (1.0/0.1)^2=100 মাস সময় লাগবে৷ 2.0 মিমি প্রাচীরের জন্য: (1.0/0.2) 2=25 মাস। মোটা প্রাচীর 4 গুণ দ্রুত জটিল হয়।

ট্রেড-অফ সংশ্লেষণ: অতিরিক্ত গরম করার সময় বনাম দেয়ালের বেধ
দেয়ালের বেধ (মিমি) 2.0 ওয়াট/সেমি 2 (ডিগ্রী) স্কেল গ্রোথ সহগ k (মিমি/√মাস) সময় থেকে 1.0 মিমি স্কেল (মাস) অতিরিক্ত গরম করার সময় (মাস) প্রস্তাবিত?
0.8 মিমি 103 ডিগ্রি 0.09 123 মাস 120+ মাস হ্যাঁ (দীর্ঘ জীবন)
1.0 মিমি 104 ডিগ্রি 0.10 100 মাস 96 মাস হ্যাঁ
1.2 মিমি 105 ডিগ্রি 0.12 69 মাস 66 মাস গ্রহণযোগ্য
1.5 মিমি 107 ডিগ্রি 0.15 44 মাস 42 মাস সীমিত 1.8 মিমি 109 ডিগ্রি 0.18 31 মাস 29 মাস না 2.0 মিমি 110 ডিগ্রি 0.20 25 মাস 23 মাস না
ঘন দেয়াল স্কেল তৈরির ত্বরান্বিত করে অতিরিক্ত গরম হওয়ার সময়কে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।

ওয়াল স্কেল নিয়ন্ত্রণ এবং অপসারণের বাইরে ইঞ্জিনিয়ারিং
সর্বোত্তম বিকল্প হল সোডিয়াম টাইটানেট স্কেল উৎপাদন প্রতিরোধ করা। টাইটানিয়াম আয়নগুলি কস্টিক ওয়াশ ওয়াটারে একটি চেলেটিং এজেন্ট (যেমন, 50-100 পিপিএম এ EDTA) যোগ করে জটিল হয়, স্কেল জমা হওয়া এড়িয়ে যায়। EDTA এর সাথে, স্কেলের বেধ সর্বদা 0.05 মিমি থেকে কম হয় এবং অতিরিক্ত গরম হওয়ার ঝুঁকির জন্য দেয়ালের বেধ কোন ব্যাপার না। বিকল্পভাবে, সোডিয়াম টাইটানেট স্কেল মাসিক অ্যাসিড পরিষ্কারের মাধ্যমে (2% সাইট্রিক অ্যাসিড 1 ঘন্টার জন্য 60 ডিগ্রীতে) 0.2 মিমি. 1.2 মিমি প্রাচীরের পুরুত্বে পৌঁছানোর আগে মাসিক পরিষ্কারের মাধ্যমে অপসারণ করা যেতে পারে আপনাকে 10+ বছরের পরিষেবা দেবে আরেকটি বিকল্প হল অপারেটিং তাপমাত্রাকে 80 ডিগ্রীতে কমিয়ে দেওয়া এবং স্কেল 70% স্কেল বিকাশের অনুমতি দেয় 1.5 মিমি পুরুত্ব।

উপসংহার: কস্টিক সুফাইড পরিষেবার জন্য প্রস্তাবিত পাতলা প্রাচীর (1.0 মিমি)
কস্টিক ওয়াশ ওয়াটারের জন্য একটি পেট্রোকেমিক্যাল সাম্প হিটারে (10% NaOH, 95 ডিগ্রী, সালফাইড অমেধ্য সহ), একটি মোটা টাইটানিয়াম খাপ সোডিয়াম টাইটানেট স্কেলের অন্তরক উৎপাদনকে উৎসাহিত করে এবং 1.0 মিমি প্রাচীরের জন্য 23-42 মাস বনাম. 96+ মাসের মধ্যে অতিরিক্ত উত্তাপ ঘটায়। উল্লেখিত স্পেসিফিকেশন হল গ্রেড 2 টাইটানিয়াম শীথ যার প্রাচীরের পুরুত্ব 1.0 মিমি অ্যাসিড ওয়াশিং সাপ্তাহিক বা স্কেল বিল্ড আপ প্রতিরোধ করার জন্য EDTA সংযোজন। পাতলা দেয়াল (1.5 মিমি এর চেয়ে কম বা সমান) সুবিধাজনক কারণ তারা শীতলভাবে চলমান, স্কেল ধীর এবং পরে অতিরিক্ত গরম হয়। প্রয়োজনীয় সালফাইড স্তর এবং রাসায়নিক চিকিত্সা ব্যবহারিক কিনা তা প্রস্তুতকারককে অবহিত করুন। একটি কস্টিক সাম্পে সালফাইড পরিষেবাতে, স্কেল সম্পর্কিত অতিরিক্ত উত্তাপ রোধ করতে পাতলা করা ভাল।