বায়োগ্যাস প্রিহিটিং-এ অ্যাব্রেসিভ ওয়্যার চ্যালেঞ্জ
অ্যানেরোবিক ডাইজেস্টার বর্জ্যে বালি, মাটি এবং খনিজ অবশিষ্টাংশ থেকে স্থগিত সিলিকা কণা থাকে যা ফিডস্টকের সাথে ডাইজেস্টারে বাহিত হয়। এই কণাগুলি, সাধারণত 20 থেকে 150 মাইক্রন ব্যাস 500 থেকে 3000 mg/L এর ঘনত্বে, নিমজ্জন হিটারের জন্য একটি ক্ষয়কারী পরিবেশ তৈরি করে। শোর ডি স্কেলে পরিমাপ করা পিএফএ এনক্যাপসুলেশন কঠোরতা, প্রসারিত পরিষেবার উপর পলিমার পৃষ্ঠকে কতটা গভীরভাবে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি গজ করে তা সরাসরি নির্ধারণ করে। 36টি কৃষি ও মিউনিসিপ্যাল ডাইজেস্টারের ফিল্ড ডেটা দেখায় যে শোর ডি 65 থেকে 72 পর্যন্ত PFA কঠোরতা 8760 ঘন্টা একটানা অপারেশনের পরে ক্ষয়কারী পরিধানের গভীরতা 55% থেকে 65% হ্রাস করে।
কণা প্রভাব ক্ষয় উপর কঠোরতা প্রভাব
স্থগিত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা দ্বারা পলিমারের ক্ষয়ের হার বস্তুগত কঠোরতার সাথে একটি শক্তি-আইন সম্পর্ক অনুসরণ করে। 60 থেকে 75 এর শোর ডি পরিসরে PFA-এর জন্য, প্রতিটি-কঠিনতা পয়েন্ট বৃদ্ধি অভিন্ন কণা লোডিং এবং প্রবাহ বেগের অধীনে ভলিউমেট্রিক ক্ষয় হারকে প্রায় 8% কমিয়ে দেয়। স্ট্যান্ডার্ড অনফিলড পিএফএ গ্রেডগুলি সাধারণত শোর ডি 65 থেকে 67 ঢালাইয়ের পরে পরিমাপ করে। শোর ডি 71 থেকে 73 অর্জনকারী শক্ত পিএফএ গ্রেডগুলি গ্লাস ফাইবার বা কার্বন ফাইবার শক্তিবৃদ্ধির ওজন দ্বারা 10% থেকে 15% অন্তর্ভুক্ত করে যা কণা অনুপ্রবেশের উপর পৃষ্ঠের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। 1500 mg/L সিলিকা লোডিং সহ 1.2 m/s ফ্লো বেগে কাজ করা ডাইজেস্টার থেকে হিটার নমুনার ক্রস{15}}বিভাগীয় মাইক্রোস্কোপি দেখায় যে শোর ডি 65 পিএফএ এক বছর পরে 0.28 মিমি গড় ক্ষয় গভীরতা বিকাশ করে। শোর ডি 72 পিএফএ অভিন্ন পরিস্থিতিতে 0.11 মিমি গড় গভীরতা দেখায়, একটি 61% হ্রাস।
ফ্লো ইম্পিংমেন্ট অ্যাঙ্গেলের উপর প্যাটার্ন নির্ভরতা পরিধান করুন
যে কোণে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি হিটারের পৃষ্ঠে আঘাত করে সেই কোণ কঠোরতার সুবিধাকে পরিবর্তন করে। লম্ব আঘাত (90-ডিগ্রি কোণ) সর্বাধিক ক্ষয় ঘটায় কারণ কণা গতিশক্তি সম্পূর্ণরূপে পলিমার পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয়। লম্ব প্রভাবে, শোর ডি 72 পিএফএ শোর ডি 65 গ্রেডের তুলনায় 52% কম ক্ষয় দেখায়। অগভীর-কোণ ইম্পিংমেন্ট (15 থেকে 30 ডিগ্রী) ইমপ্যাক্ট ক্রেটারিংয়ের পরিবর্তে প্রাথমিকভাবে স্লাইডিং ঘর্ষণ তৈরি করে। অগভীর-কোণ অবস্থার অধীনে, কঠোরতা সুবিধা 30% থেকে 35% পর্যন্ত হ্রাস পায় কারণ প্রভাবশালী পরিধান প্রক্রিয়াটি কাটা এবং লাঙ্গলে স্থানান্তরিত হয়, যেখানে কঠোরতা ফ্র্যাকচার শক্ততার চেয়ে কম সুরক্ষা প্রদান করে। অ্যানেরোবিক ডাইজেস্টার কনফিগারেশনে যেখানে হিটারগুলি প্রবাহের উল্লম্বভাবে সমান্তরাল অবস্থানে থাকে, ইম্পিংমেন্ট অ্যাঙ্গেলগুলি সাধারণত 30 থেকে 60 ডিগ্রি পর্যন্ত থাকে, যা কঠিন গ্রেডের জন্য 45% থেকে 50% কার্যকর কঠোরতার সুবিধা দেয়।
তাপমাত্রা এবং কণা আকার মিথস্ক্রিয়া
ডাইজেস্টার অপারেটিং তাপমাত্রা উভয় কঠোরতা গ্রেডের কার্যকর ক্ষয় প্রতিরোধের পরিবর্তন করে। 35 ডিগ্রী থেকে 40 ডিগ্রীতে (মেসোফিলিক হজম), শোর ডি 65 পিএফএ এর বেশিরভাগ পরিবেষ্টিত কঠোরতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রাখে। 55 ডিগ্রি থেকে 60 ডিগ্রিতে (থার্মোফিলিক হজম), একই পলিমার নরম হয়ে যায়, শোর ডি 3 থেকে 4 পয়েন্ট কমে যায়। 55 ডিগ্রীতে শোর ডি 72 হার্ড গ্রেড প্রায় শোর ডি 68 পরিমাপ করে, ঘরের তাপমাত্রায় স্ট্যান্ডার্ড গ্রেডের চেয়ে এখনও কঠিন। কণার আকার কঠোরতা সুবিধাকেও প্রভাবিত করে। 50 মাইক্রনের নীচের কণার জন্য, গ্রেডের মধ্যে কঠোরতার পার্থক্য শুধুমাত্র 25% ক্ষয় হ্রাস করে কারণ ছোট কণাগুলি ক্রেটারিংয়ের পরিবর্তে মসৃণ করে ক্ষয় করে। 100 মাইক্রনের উপরে কণার জন্য, কঠোরতার সুবিধা 70% ছাড়িয়ে যায় কারণ বড় কণাগুলি গভীর প্রভাবের গর্ত তৈরি করে যেখানে কঠোরতা সরাসরি অনুপ্রবেশকে প্রতিরোধ করে।
হার্ডনেস গ্রেড অনুসারে দীর্ঘ-মেয়াদী পরিধানের অনুমান
| ডাইজেস্টার টাইপ এবং পার্টিকেল লোডিং | পিএফএ কঠোরতা (শোর ডি) | 1 বছর পর ক্ষয়ের গভীরতার পূর্বাভাস | 0.5 মিমি পরিধানে প্রক্ষিপ্ত সময় (ব্যর্থতার থ্রেশহোল্ড) |
|---|---|---|---|
| থার্মোফিলিক (55 ডিগ্রি), উচ্চ বালি (2500 mg/L), বড় কণা | 71 থেকে 73 (হার্ড গ্রেড) | 0.20 থেকে 0.25 মিমি | 2.0 থেকে 2.5 বছর |
| থার্মোফিলিক (55 ডিগ্রি), উচ্চ বালি (2500 mg/L), বড় কণা | 65 থেকে 67 (মান) | 0.45 থেকে 0.55 মিমি | 0.9 থেকে 1.1 বছর |
| মেসোফিলিক (38 ডিগ্রি), মাঝারি বালি (1000 mg/L), মিশ্র আকার | 71 থেকে 73 (হার্ড গ্রেড) | 0.08 থেকে 0.12 মিমি | 4.0 থেকে 6.0 বছর |
| মেসোফিলিক (38 ডিগ্রি), মাঝারি বালি (1000 mg/L), মিশ্র আকার | 65 থেকে 67 (মান) | 0.18 থেকে 0.24 মিমি | 2.0 থেকে 2.8 বছর |
| নিম্ন কঠিন পরিপাককারী (< 300 mg/L silica), any temperature | 65 থেকে 67 (মান) | 0.05 থেকে 0.08 মিমি | 6.0 থেকে 10.0 বছর |
ক্ষয় হারের সাথে সারফেস ফিনিশ ইন্টারঅ্যাকশন
PFA হিটারের প্রাথমিক পৃষ্ঠের মসৃণতা ক্ষয় অগ্রগতি নির্ধারণ করতে কঠোরতার সাথে যোগাযোগ করে। মসৃণ পৃষ্ঠতল (Ra <0.8µm) হার্ড-গ্রেডের PFA দীর্ঘ সময়ের জন্য কম ক্ষয় হার বজায় রাখে কারণ প্রাথমিক চাপের ঘনত্বের স্থানগুলির অনুপস্থিতি স্থানীয় পরিধানের ত্বরণকে বাধা দেয়। একই হার্ড গ্রেডের রুক্ষ পৃষ্ঠগুলি (Ra > 1.5µm) 2000 ঘন্টা পরে পরিধানের হার বিকাশ করে যা স্ট্যান্ডার্ড-গ্রেডের মসৃণ পৃষ্ঠগুলির কাছে যায়, কারণ প্রাথমিক উচ্চতা পছন্দের ক্ষয়স্থান তৈরি করে। ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিষেবার জন্য হার্ড-গ্রেডের PFA নির্দিষ্ট করা প্রকৌশলীদেরও সম্পূর্ণ 60% ক্ষয় হ্রাস পেতে 0.8µm এর নিচে Ra সহ ঢালাই করা মসৃণ ফিনিস প্রয়োজন। শোর ডি 72 হার্ডনেস এবং Ra 0.6µm ফিনিশের সংমিশ্রণ উচ্চ-বালি ডাইজেস্টারে এক বছর পরে Ra 1.8µm সহ শোর ডি 65 এর তুলনায় 70% কম ক্ষয় গভীরতা প্রদান করে।
ডাইজেস্টার প্রিহিটার নির্বাচনের জন্য স্পেসিফিকেশন গাইডেন্স
500 mg/L-এর বেশি সিলিকা কণার ঘনত্ব সহ অ্যানেরোবিক ডাইজেস্টার প্রক্রিয়াকরণের জন্য, 71 ন্যূনতম শোর ডি কঠোরতার সাথে PFA এনক্যাপসুলেশন নির্দিষ্ট করে হিটার পরিষেবা জীবনের পরিমাপযোগ্য এক্সটেনশন সরবরাহ করে। হার্ড-গ্রেড পিএফএ ব্যবহার করার সময় দেওয়ালের বেধ 2.5 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধি করা উচিত যাতে হিটিং কোরটি প্রকাশ না করে হ্রাস করা কিন্তু এখনও বর্তমান ক্ষয়কে সামঞ্জস্য করা হয়। স্ট্যান্ডার্ড-গ্রেড পিএফএ কার্যকর গ্রিট রিমুভাল সিস্টেম সহ ডাইজেস্টার বা 500 mg/L সাসপেন্ডেড সিলিকার নিচে কাজ করে তাদের জন্য গ্রহণযোগ্য। উদ্ধৃতি অনুরোধ করার সময়, সরবরাহকারীর কাছ থেকে প্রত্যয়িত শোর ডি কঠোরতা পরিমাপের সাথে শক্তিবৃদ্ধির প্রকার এবং লোডিং শতাংশের ডকুমেন্টেশন প্রয়োজন, কারণ কার্বন ফাইবার শক্তিবৃদ্ধি গ্লাস ফাইবারের চেয়ে ভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কঠোরতা অর্জন করে এবং তাপ পরিবাহিতাকে ভিন্নভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
