80 ডিগ্রি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম ক্রিস্টাল সহ 10% ফসফরিক অ্যাসিড অপরিশোধিত স্লারিতে 316টি স্টেইনলেস স্টীল হিটারের জন্য 1.5 মিমি এবং 2.5 মিমি শিথের বেধের মধ্যে দীর্ঘ-মেয়াদী কার্যক্ষমতার পার্থক্য কী

ফসফরিক অ্যাসিড উৎপাদনের পরিষেবাতে মৌলিক বাণিজ্য- বন্ধ৷

ভেজা-প্রক্রিয়া ফসফরিক অ্যাসিড উত্পাদন ক্যালসিয়াম সালফেট হেমিহাইড্রেট বা ডাইহাইড্রেট স্ফটিক, অপ্রতিক্রিয়াহীন ফসফেট শিলা কণা এবং বিভিন্ন ধাতব দূষকগুলির মিশ্রণে 10% ফসফরিক অ্যাসিডের অশোধিত স্লারি তৈরি করে। এটি একটি খুব আক্রমনাত্মক পরিবেশ কারণ একটি হালকা অম্লীয় মাধ্যম (pH 1-2) এবং কঠিন কণার সংমিশ্রণ যা 316 স্টেইনলেস স্টিলের উপর নিষ্ক্রিয় আবরণকে ক্ষয় করে। ফসফরিক অ্যাসিড কনসেন্ট্রেটর এবং অ্যাটাক ট্যাঙ্কের বৈদ্যুতিক নিমজ্জন হিটারগুলি সম্মিলিত রাসায়নিক ক্ষয় এবং যান্ত্রিক ঘর্ষণের শিকার হয়। খাপের বেধের সিদ্ধান্ত, 1.5 মিমি বনাম 2.5 মিমি, একটি দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা গণনা যেখানে মোটা প্রাচীরের অতিরিক্ত ধাতুকে একটি বড় ক্রস{11}}বিভাগের সাথে চলার তাপীয় এবং যান্ত্রিক প্রভাবের বিরুদ্ধে ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। পরিচ্ছন্ন তরল পরিষেবার বিপরীতে যেখানে একমাত্র উদ্বেগ হল ক্ষয়, এই অ্যাপ্লিকেশনটিতে বহু বছরের প্রচারাভিযান জুড়ে দুটি ইন্টারেক্টিং অবক্ষয় প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা জড়িত।

ক্ষয়-জারা সিনারজিজম পুরুত্বের উপর নির্ভরশীলতা

80 ডিগ্রিতে পরিষ্কার ফসফরিক অ্যাসিডে 316 স্টেইনলেস স্টিলের অভিন্ন জারা হার প্রায় 0.1-0.3 মিমি/বছর অশোধিত অ্যাসিডে ফ্লোরাইড এবং ক্লোরাইডের অমেধ্যের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম স্ফটিক (ক্যালসিয়াম সালফেট হেমিহাইড্রেট স্ফটিক) যোগ করার মাধ্যমে সাধারণত 10-100 মাইক্রন আকারের এবং 2.5-3.0 এর Mohs কঠোরতা সহ, অবক্ষয় প্রক্রিয়াটি বিশুদ্ধ ক্ষয় থেকে ক্ষয়ের দিকে পরিবর্তিত হয়{18}}। প্রতিরক্ষামূলক প্যাসিভ আবরণটি অবিচ্ছিন্নভাবে অপসারণ করা কণা দ্বারা তাজা ধাতুকে অ্যাসিডের সংস্পর্শে আনে। ক্ষয়{{21}জারা হার শুধুমাত্র বিশুদ্ধ ক্ষয় হার এবং বিশুদ্ধ ক্ষয়ের হারের সমষ্টি নয়। পরিবর্তে, একটি সিনার্জিক প্রভাব ঘটে, যেখানে ক্রমাগত নিষ্ক্রিয় ধাতুর ক্ষয় হার একটি স্থিতিশীল নিষ্ক্রিয় পৃষ্ঠের ক্ষয় হারের চেয়ে যথেষ্ট বড়। 10% ফসফরিক অ্যাসিডে 316 স্টেইনলেস স্টিলের জন্য প্রকাশিত ফলাফল 5-80 ডিগ্রিতে 10% কণা এবং 1.5 মি/সেকেন্ডের স্লারি বেগ প্রতি বছর 0.6-1.2 মিমি ক্ষয়-ক্ষয় হার দেখায়, যা বিশুদ্ধ করর হারের তিন থেকে ছয় গুণ। 1.5 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের জন্য ক্রমাগত ক্ষয়-ক্ষয়ের অধীনে ছিদ্রের গণনা করা সময় হল 1.3-2.5 বছর। 2.5 মিমি প্রাচীরের জন্য, গণনা করা সময় হল 2.1-4.2 বছর। যাইহোক, এই গণনাগুলি একটি ধ্রুবক ক্ষয়-ক্ষয়ের হার অনুমান করে। বাস্তবে, প্রাচীর পাতলা হওয়ার সাথে সাথে পৃষ্ঠের স্থানীয় চাপের বন্টন পরিবর্তিত হয় এবং ক্ষয়ের হার বাড়তে পারে কারণ একটি পাতলা প্রাচীর কণার সংস্পর্শে আরও বেশি বিচ্যুত হয়, যা বৃহত্তর স্থানীয় চাপের দিকে পরিচালিত করে যা পৃষ্ঠটিকে আরও সহজে ফ্র্যাকচার করে। ফসফরিক অ্যাসিড উদ্ভিদের দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা পরিসংখ্যান দেখায় যে ক্ষয়-ক্ষয়ের হার সাধারণত 20-40% বৃদ্ধি পায় যখন প্রাচীরের পুরুত্ব 1.0 মিমি থেকে কম হয়। সুতরাং 2.5 মিমি প্রাচীরটি আরও ধাতু দিয়ে শুরু হয় এবং এই ত্বরণ ব্যবস্থায় প্রবেশ করতে বেশি সময় নেয়।

দেয়াল এবং ক্রিস্টাল প্রভাব শক্তির পুরুত্বের যান্ত্রিক ভূমিকা

অশোধিত ফসফরিক অ্যাসিড স্লারিতে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম স্ফটিকগুলি কেবল পৃষ্ঠের উপর স্লাইড করে না বরং হিটারের প্রবাহের ধরণ অনুসারে বিভিন্ন কোণ থেকে আঘাত করে। ক্রস-প্রবাহে, স্লারির কণাগুলি প্রায় স্বাভাবিক কোণে একটি নলাকার হিটিং টিউবের অগ্রবর্তী প্রান্তে আঘাত করে (উচ্চ প্রভাব শক্তি, সর্বশ্রেষ্ঠ ক্ষয়) এবং পার্শ্বগুলিকে দৃষ্টিকোণে (নিম্ন ক্ষয়)। একটি ক্যালসিয়াম সালফেট ক্রিস্টালের প্রভাব শক্তি 1.5 m/s গতিতে চলমান কণার আকারের উপর নির্ভর করে 0.5 থেকে 2 মাইক্রোজুল। এই শক্তি 316 স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠে মাইক্রো-প্লাস্টিকের বিকৃতি তৈরি করতে যথেষ্ট। প্রতিটি আঘাত থেকে প্লাস্টিকভাবে বিকৃত স্তরের গভীরতা সাধারণত 1-5 মাইক্রন হয়। উপাদানের সম্পূর্ণ অপসারণ একটি বৃহৎ সংখ্যক প্রভাব সহ একটি ক্লান্তি প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জন করা হয়: বারবার প্রভাবগুলি কাজকে শক্ত করে, ফ্র্যাকচারের সূচনা করে এবং অবশেষে ছোট ধাতব টুকরাগুলিকে আলাদা করে দেয়। উপাদান অপসারণের হার বিপরীতভাবে ধাতুর কঠোরতার সাথে সম্পর্কিত এবং এটি বিচ্ছিন্ন না হয়ে প্রভাব শক্তি শোষণ করার জন্য অন্তর্নিহিত বাল্ক উপাদানের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। একটি মোটা প্রাচীর প্রভাবিত পৃষ্ঠের নীচে একটি বড় ইলাস্টিক ভিত্তির দিকে নিয়ে যায়। 316 স্টেইনলেস স্টিলের জন্য, ইলাস্টিক মডুলাস হল 193 GPa এবং নলের প্রাচীরের দৃঢ়তা একটি প্রদত্ত বাইরের ব্যাসের পুরুত্বের ঘনক্ষেত্রের সমানুপাতিক। 2.5 মিমি প্রাচীরের বেধে 1.5 মিমি (2.5³/1.5³=4.6) প্রাচীরের পুরুত্বের প্রায় 4.6 গুণ বাঁকানো শক্ততা রয়েছে। বর্ধিত দৃঢ়তা কণার প্রভাবে গতিশীল বিচ্যুতি হ্রাস করে এবং এর ফলে শীর্ষ যোগাযোগের চাপ এবং ক্ষয় হার হ্রাস করে। ফসফরিক প্ল্যান্ট হিটারের ক্ষেত্রের পর্যবেক্ষণগুলি নির্দেশ করে যে অগ্রণী প্রান্তে 2.5 মিমি প্রাচীর টিউবগুলির ক্ষয় হার প্রায়ই 20-30% কম 1.5 মিমি প্রাচীর টিউবগুলি একই স্লারি অবস্থার অধীনে শুধুমাত্র কঠোরতার প্রভাবের কারণে।

একটি ফাউলিং পরিষেবাতে মোটা প্রাচীরের তাপ কর্মক্ষমতা শাস্তি

ফসফরিক এসিড অপরিশোধিত স্লারি দূষণের জন্য সুপরিচিত। ক্যালসিয়াম সালফেট স্ফটিক গরম পৃষ্ঠে জমা হতে থাকে। এর ফলে একটি স্কেল তৈরি হয় যা টিউবকে অন্তরক করে এবং তাপ স্থানান্তর সীমিত করে। স্কেল বিকাশের হার ক্যালসিয়াম সালফেটের দ্রবণীয় বক্ররেখার সাথে সম্পর্কিত পৃষ্ঠের তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল। যখন খাপের তাপমাত্রা 90-95 ডিগ্রির বেশি হয়, তখন ক্যালসিয়াম সালফেট হেমিহাইড্রেটের দ্রবণীয়তা কমে যায় এবং এর বৃষ্টিপাত ত্বরান্বিত হয়। 80 ডিগ্রী বাল্ক অ্যাসিডে 6 W/cm2 ওয়াট ঘনত্ব সহ একটি 1.5 মিমি ওয়াল হিটারের একটি আবরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায় 95-100 ডিগ্রী, ত্বরিত স্কেলিং এর থ্রেশহোল্ডে থাকে। একই ওয়াটের ঘনত্বে, একটি 2.5 মিমি প্রাচীর 110-120C এর আবরণ তাপমাত্রার দিকে নিয়ে যায়, স্কেলিং রেঞ্জের মধ্যে। 2.5 মিমি ওয়াল টিউবটি 1.5 মিমি টিউবের চেয়ে স্কেল বিল্ড-আরও দ্রুত এবং পুরু হবে। একবার স্কেল স্তরটি জায়গায় হয়ে গেলে, এটি তার নিজস্ব তাপীয় প্রতিরোধের যোগ করে, যা একটি স্ব-রিনফোর্সিং চক্রে খাপের তাপমাত্রাকে আরও বেশি ঠেলে দেয়। ক্যালসিয়াম সালফেট স্কেলের 0.5 মিমি সহ 2.5 মিমি একটি প্রাচীরের কার্যকর তাপীয় প্রতিরোধের 4.0 মিমি সমান প্রাচীর বেধ। এই স্কেলটি শুধুমাত্র তাপ পরিবহনে বাধা দেয় না বরং বাল্ক অ্যাসিড রসায়নের অধীনে ফাটল তৈরি করে যা স্থানীয়ভাবে ঘনীভূত হয় এবং ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে। এইভাবে দুটি বেধের দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতার পার্থক্য স্কেল সামঞ্জস্য করার ক্ষমতার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। 2.5 মিমি প্রাচীর যান্ত্রিক পরিষ্কার (স্পিনার বা স্ক্র্যাপার) বা রাসায়নিক ডিস্কলিং ব্যবহার করে উদ্ভিদে দীর্ঘস্থায়ী ক্ষয়-ক্ষয় জীবন অর্জন করতে পারে। 1.5 মিমি প্রাচীর প্রকৃতপক্ষে গাছগুলিতে আরও ভাল কাজ করতে পারে যেখানে স্কেল সংগ্রহের অনুমতি রয়েছে। নিম্ন পৃষ্ঠের তাপমাত্রা স্কেল গঠনে বিলম্ব করে এবং যখন স্কেল তৈরি হয়, তখন পাতলা বেস প্রাচীর সম্মিলিত প্রাচীর-প্লাস-স্কেল স্তরের মাধ্যমে উচ্চ তাপ প্রবাহ বজায় রাখে।

থার্মাল সাইক্লিং এবং ডিফারেনশিয়াল এক্সপেনশন স্ট্রেস

ফসফরিক অ্যাসিড কনসেন্ট্রেটরগুলি ব্যাচ চক্রে বা বিরতিহীন ফিডের সাথে সঞ্চালিত হয় এবং হিটারটি তাপীয়ভাবে পরিবেষ্টিত থেকে 80 ডিগ্রি এবং পিছনে সাইকেল করা হয়। প্রতিটি হিটিং চক্র প্রতিরোধের তার, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড নিরোধক এবং স্টেইনলেস স্টীল খাপের মধ্যে ডিফারেনশিয়াল প্রসারণ টান সৃষ্টি করে। যেহেতু একটি মোটা অংশ তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচনের জন্য আরও বেশি প্রতিরোধ দেয়, তাই এই চাপগুলির প্রশস্ততা খাপের পুরুত্বের সমানুপাতিক। 80 ডিগ্রি তাপমাত্রার পরিবর্তনের জন্য 316 স্টেইনলেস স্টিলের প্রসারণ সহগ মোটামুটি 0.1% (16 × 10-6/ ডিগ্রি x 80 ডিগ্রি=0.00128)। 12 মিমি বাইরের ব্যাসের একটি টিউবের জন্য এই প্রসারণটি 0.015 মিমি। একটি 1.5 মিমি প্রাচীর একটি 2.5 মিমি প্রাচীরের চেয়ে ইলাস্টিক বিকৃতির মাধ্যমে প্রসারণকে আরও সহজে পরিচালনা করতে পারে। ঘন প্রাচীরটি হাজার হাজার চক্র ধরে খাপ এবং ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড নিরোধকের মধ্যে যোগাযোগে বৃহত্তর চক্রীয় চাপের শিকার হয়। এটি নিরোধক ক্র্যাকিং হতে পারে যা অস্তরক শক্তি হ্রাস করে এবং অবশেষে বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। ফসফরিক উদ্ভিদ থেকে দীর্ঘ-দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা ডেটা নির্দেশ করে যে 2.5 মিমি ওয়াল হিটারের 3-5 বছর পরিষেবার পরে 1.5 মিমি ওয়াল হিটারের তুলনায় বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার (ইনসুলেশন ব্রেকডাউন) উচ্চ হার রয়েছে, এমনকি যখন 2.5 মিমি প্রাচীরের এখনও উপযুক্ত ধাতব বেধ অবশিষ্ট থাকে। মোটা প্রাচীর তাপীয় ক্লান্তি জীবনের জন্য ক্ষয়-ক্ষয় জীবন উৎসর্গ করে।

দীর্ঘ-মেয়াদী কর্মক্ষমতা তুলনা বিমূর্ত

কর্মক্ষমতা মেট্রিক 1.5 মিমি খাপ 2.5 মিমি খাপ
ক্ষয়-1.5 মি/সেকেন্ড স্লারি সহ ক্ষয় হার 0.6-1.2 মিমি/বছর 0.5-0.9 মিমি/বছর (কঠিনতার কারণে 20-30% কম)
ছিদ্র করার সময় (আনুমানিক) 1.3 থেকে 2.5 বছর 2.8 থেকে 5.0 বছর
6 W/cm² 95-100 ডিগ্রী 110-120 ডিগ্রীতে খাপের তাপমাত্রা
স্কেলিং রেট (ক্যালসিয়াম সালফেট) মাঝারি (থ্রেশহোল্ড শাসন) উচ্চ (ত্বরিত শাসন)
তাপীয় ক্লান্তি জীবন (নিরোধক ব্যর্থ হওয়া পর্যন্ত চক্র) 4000-7000 চক্র 8000-12000 চক্র
ফসফরিক উদ্ভিদের জন্য রিপোর্ট করা সাধারণ পরিষেবা জীবন হল 2-4 বছর (স্কেল সীমিত) 3-5 বছর (তাপীয় ক্লান্তি সীমিত)
descaling ক্ষমতা সঙ্গে গাছপালা সর্বোত্তম ব্যবহার, স্কেল জন্য সামান্য জায়গা সঙ্গে ব্যাচ অপারেশন চলমান পরিষেবা
বেধ নির্বাচনের বাইরে লাইফটাইম এক্সটেনশনের জন্য ব্যবহারিক কৌশল

খাপের বেধ একা ফসফরিক অ্যাসিড স্লারি সমস্যা সমাধান করতে যাচ্ছে না. হিটারের আয়ু বাড়ানোর জন্য তিনটি পরিপূরক সমাধান দেখানো হয়েছে যা একা বেধ থেকে পূর্বাভাস দেওয়া হবে. 1. প্রবাহ ব্যবস্থাপনা: হিটার টিউবগুলিকে লম্বের পরিবর্তে স্লারি প্রবাহের সমান্তরালে সারিবদ্ধ করা প্রভাব কোণ এবং ক্ষয় হার 40-60% হ্রাস করে৷ দ্বিতীয়ত, পৃষ্ঠের শক্তকরণ: 316 স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠের নাইট্রাইডিং বা বোরোনাইজিং কঠোরতাকে 200 HV থেকে 800-1000 HV-তে উন্নীত করে, তাপ প্রতিরোধের বৃদ্ধি ছাড়াই ক্ষয়ের হারকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। একটি 1.5 মিমি টিউব একটি শক্ত পৃষ্ঠের সাথে 2.5 মিমি টিউবের তুলনায় দ্বিগুণ টেকসই হতে পারে শক্ত পৃষ্ঠ ছাড়া। তৃতীয়ত, স্কেল ম্যানেজমেন্ট, বাল্ক অ্যাসিড তাপমাত্রা 75 ডিগ্রির নিচে বজায় রাখা বা পলিঅ্যাক্রিলেটসের মতো স্কেল ইনহিবিটর ব্যবহার করে, খাপের পৃষ্ঠকে ক্যালসিয়াম সালফেট বৃষ্টিপাতের প্রান্তিকের নীচে রাখে যাতে পাতলা, আরও তাপীয়ভাবে কার্যকর দেয়াল ব্যবহার করা সম্ভব হয়। কিছু গাছপালা 1.2 মিমি ওয়াল হিটার ব্যবহার করেছে যার উপরিভাগ শক্ত হয়ে যাওয়া এবং স্কেল ইনহিবিশন পাঁচ বা তার বেশি বছর ধরে কোনো সমস্যা ছাড়াই, যখন চিকিত্সা না করা 2.5 মিমি ওয়াল হিটার স্কেল-প্ররোচিত অতিরিক্ত গরমের কারণে ব্যর্থ হয়েছে।

উপসংহার: কর্মক্ষমতা পার্থক্য অপারেটিং শর্ত দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে

80 ডিগ্রিতে 10% ফসফরিক অ্যাসিড অপরিশোধিত স্লারিতে 316 স্টেইনলেস স্টীল হিটারের জন্য 1.5 মিমি এবং 2.5 মিমি প্রাচীরের পুরুত্বের মধ্যে দীর্ঘ-দীর্ঘমেয়াদী কার্যকারিতা পার্থক্য মোটা প্রাচীরের জন্য একটি সহজ সুবিধা নয়। 2.5-মিমি প্রাচীর 1.5 থেকে 2.0 গুণ ক্ষয় দেয়-নিরবিচ্ছিন্ন, কম-স্কেলিং পরিষেবাতে ক্ষয় জীবন, কিন্তু উচ্চতর পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় ভুগছে যা স্কেলিং হার বাড়ায় এবং তাপীয় ক্লান্তি আয়ু কমে যায়. 1.5মিমি প্রাচীরের উচ্চতর তাপীয় কর্মক্ষমতা এবং ধাতব কর্মক্ষমতা কমে যায় ক্ষয়-ক্ষয়ের জন্য সংরক্ষিত। বেশিরভাগ ফসফরিক অ্যাসিড উদ্ভিদের জন্য সর্বোত্তম বেধ এই দুটি চরমের মধ্যে, প্রায় 1.8-2.0 মিমি, পৃষ্ঠের শক্তকরণ এবং স্কেল নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করা হয়। যদি ভাল স্কেল নিয়ন্ত্রণ এবং ক্রমাগত অপারেশন সহ একটি উদ্ভিদ দুটির মধ্যে বাছাই করতে বাধ্য হয়, তাহলে ক্ষয়-ক্ষয় জীবন সর্বাধিক করার জন্য 2.5 মিমি প্রাচীর নির্বাচন করা উচিত। ঘন ঘন তাপ সাইক্লিং বা সীমিত ডিস্কেলিং ক্ষমতা সহ ব্যাচ মোডে চালিত উদ্ভিদের জন্য, স্কেলিং এবং তাপীয় ক্লান্তি ব্যর্থতা এড়াতে 1.5 মিমি প্রাচীরের পুরুত্ব বেছে নেওয়া হবে। সারফেস ট্রিটমেন্টের প্রয়োজন এবং প্রবাহের অভিযোজন স্পেকের উপর দেওয়া উচিত, একটি সাধারণ বেধ নির্বাচনকে একটি পূর্ণাঙ্গ স্লারি হ্যান্ডলিং হিটার ডিজাইনে পরিণত করা উচিত।