মিশ্র অ্যাসিড রচনা যা সীমানা নির্ধারণ করে
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার সিস্টেমগুলি বিভিন্ন অ্যাসিড সংমিশ্রণ পরিচালনা করে এবং উপাদান নির্বাচন কোন সমন্বয় উপস্থিত রয়েছে তার উপর নির্ভর করে।
নাইট্রিক-হাইড্রোফ্লোরিক মিশ্রণ।এগুলি স্টেইনলেস স্টীল পিকলিং এবং টাইটানিয়াম এচিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়। নাইট্রিক অ্যাসিড অক্সিডাইজিং সম্ভাব্যতা প্রদান করে, এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড ফ্লোরাইড কার্যকলাপ প্রদান করে। মিশ্রণটি বেশিরভাগ ধাতু এবং অনেক সিরামিকের জন্য আক্রমণাত্মক। পিটিএফই তার পরিসীমার মধ্যে সমস্ত ঘনত্ব এবং তাপমাত্রায় মিশ্রণকে প্রতিরোধ করে। সিলিকন কার্বাইড 80 ডিগ্রি পর্যন্ত তাপমাত্রায় মিশ্রণটিকে প্রতিরোধ করে, কিন্তু ফ্লোরাইড উচ্চ তাপমাত্রায় সিলিকন কার্বাইডকে আক্রমণ করে।
সালফিউরিক{{0}হাইড্রোফ্লুরিক মিশ্রণ।এগুলি অ্যালুমিনিয়াম এচিং এবং গ্লাস এচিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়। সালফিউরিক অ্যাসিড অ্যাসিড শক্তি প্রদান করে, এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড ফ্লোরাইড কার্যকলাপ প্রদান করে। PTFE সমস্ত ঘনত্ব এবং তাপমাত্রায় মিশ্রণকে প্রতিরোধ করে। সিলিকন কার্বাইড 60 ডিগ্রি পর্যন্ত তাপমাত্রায় মিশ্রণটিকে প্রতিরোধ করে, কিন্তু ফ্লোরাইড উচ্চ তাপমাত্রায় সিলিকন কার্বাইডকে আক্রমণ করে।
নাইট্রিক-সালফিউরিক মিশ্রণ।এগুলি ধাতু পিকলিং এবং প্যাসিভেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। মিশ্রণটি দৃঢ়ভাবে অক্সিডাইজ করছে এবং নাইট্রিক অ্যাসিডের ঘনত্বের সাথে অক্সিডাইজিং সম্ভাব্যতা বৃদ্ধি পায়। PTFE সমস্ত ঘনত্ব এবং তাপমাত্রায় মিশ্রণকে প্রতিরোধ করে। সিলিকন কার্বাইড 100 ডিগ্রী পর্যন্ত তাপমাত্রায় মিশ্রণটিকে প্রতিরোধ করে, কিন্তু অক্সিডাইজিং সম্ভাবনা সিলিকন কার্বাইডের শস্যের সীমানা পর্যায়ে আক্রমণ করতে পারে।
তাপ পরিবাহিতা ফাঁক
সিলিকন কার্বাইডের তাপ পরিবাহিতা প্রায় 120 W/m·K, PTFE-এর জন্য 0.25 W/m·K এর তুলনায়। অনুপাত প্রায় 480:1।
70 ডিগ্রিতে মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার সিস্টেমে 60 কিলোওয়াট সরবরাহকারী হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য, একটি সিলিকন কার্বাইড ইউনিটের জন্য 1,000 W/m²·K এর সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ এবং 20 ডিগ্রির একটি লগ গড় তাপমাত্রার পার্থক্যের ভিত্তিতে প্রায় 3 m² পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রয়োজন। 200 W/m·K এর সামগ্রিক সহগ এবং একই তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে একই দায়িত্বের জন্য একটি PTFE ইউনিটের জন্য প্রায় 15 m² পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রয়োজন।
PTFE ইউনিট সিলিকন কার্বাইড ইউনিটের চেয়ে 5 গুণ বড়। বড় আকার মূলধন খরচ, মেঝে স্থান, এবং তরল ভলিউম বৃদ্ধি করে। নিম্ন তাপ প্রবাহ টিউবের প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে, যা প্রক্রিয়াটির জন্য উপকারী, তবে বৃহত্তর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রটি আমানতের জন্য আরও পৃষ্ঠ প্রদান করে এবং পরিষ্কার করার জন্য আরও সময় প্রয়োজন।
সিরামিকের উপর ফ্লোরাইড আক্রমণ
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার সিস্টেমে ফ্লোরাইড এমন একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সিরামিককে আক্রমণ করে যা ধাতুর আক্রমণ থেকে আলাদা। ফ্লোরাইড সিরামিকের সিলিকন ডাই অক্সাইড বা অ্যালুমিনার সাথে বিক্রিয়া করে, দ্রবণীয় ফ্লোরাইড যৌগ তৈরি করে যা সিরামিককে দ্রবীভূত করে। আক্রমণের হার ফ্লোরাইডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা এবং নির্দিষ্ট সিরামিক রচনার উপর নির্ভর করে।
সিলিকন কার্বাইডের অ্যালুমিনা ভিত্তিক সিরামিকের তুলনায় ভাল ফ্লোরাইড প্রতিরোধ ক্ষমতা আছে- কারণ সিলিকন কার্বাইডের দানাগুলি একটি সিলিকন নাইট্রাইড বা একটি সিলিকন কার্বাইড ম্যাট্রিক্সের সাথে বন্ধন করা হয় যা ফ্লোরাইডের প্রতি বেশি প্রতিরোধী। যাইহোক, শস্যের সীমানা পর্যায়ে উচ্চ তাপমাত্রায় ফ্লোরাইড দ্বারা আক্রমণ করা যেতে পারে এবং আক্রমণটি সিরামিককে দুর্বল করে এবং শেষ পর্যন্ত ব্যর্থতার কারণ হয়।
PTFE তার পরিষেবা পরিসরের মধ্যে সমস্ত ঘনত্ব এবং তাপমাত্রায় ফ্লোরাইড প্রতিরোধী। কার্বন-ফ্লোরিন বন্ধন ফ্লোরাইড দ্বারা আক্রান্ত হয় না, এবং পলিমার গঠন রাসায়নিক পরিবেশ দ্বারা ক্ষয় হয় না। উচ্চ ফ্লোরাইড ঘনত্ব সহ মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার সিস্টেমের জন্য PTFE নির্দিষ্ট করার প্রাথমিক কারণ এটি।
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধারের দুটি উপাদান তুলনা
নিম্নলিখিত সারণীতে 10% নাইট্রিক অ্যাসিড এবং 3% হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড সহ 70 ডিগ্রিতে মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার পরিষেবাতে PTFE এবং সিলিকন কার্বাইড হিট এক্সচেঞ্জারগুলির কার্যকারিতা এবং খরচের বৈশিষ্ট্যগুলি সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।
| চারিত্রিক | সিলিকন কার্বাইড হিট এক্সচেঞ্জার | PTFE তাপ এক্সচেঞ্জার | সুবিধা |
|---|---|---|---|
| তাপ পরিবাহিতা | 120 W/m·K | 0.25 W/m·K | সিলিকন কার্বাইড |
| সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ | 1,000 W/m²·K | 200 W/m²·K | সিলিকন কার্বাইড |
| 60 কিলোওয়াট জন্য পৃষ্ঠ এলাকা প্রয়োজন | 3 m² | 15 m² | সিলিকন কার্বাইড |
| নাইট্রিক{{0}হাইড্রোফ্লুরিক মিশ্রণের রাসায়নিক প্রতিরোধ | 70 ডিগ্রিতে ভাল | চমৎকার | পিটিএফই |
| ফ্লোরাইড রাসায়নিক প্রতিরোধের | পরিমিত | চমৎকার | পিটিএফই |
| সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা | 80 ডিগ্রি (ফ্লোরাইড সহ) | 260 ডিগ্রী | পিটিএফই |
| যান্ত্রিক শক্তি | উচ্চ | পরিমিত | সিলিকন কার্বাইড |
| তাপ শক প্রতিরোধের | কম | উচ্চ | পিটিএফই |
| যান্ত্রিক প্রভাব প্রতিরোধের | কম | উচ্চ | পিটিএফই |
| মেরামতযোগ্যতা | লিমিটেড | ভাল | পিটিএফই |
| মিশ্র অ্যাসিড পরিষেবাতে পরিষেবা জীবন | 4-6 বছর | 10-15 বছর | পিটিএফই |
| 60 কিলোওয়াট ডিউটির জন্য মূলধন খরচ | $48,000 | $42,000 | পিটিএফই |
| ইনস্টলেশন খরচ | $6,000 | $4,000 | পিটিএফই |
| বার্ষিক রক্ষণাবেক্ষণ খরচ | $5,000 | $2,000 | পিটিএফই |
| পাঁচ-বছরের মোট খরচ | $109,000 | $72,000 | পিটিএফই |
পাঁচ-বছরের মোট খরচের মানগুলি প্রতি ঘন্টায় $600 এর উৎপাদন মূল্য ধরে নেয় এবং এতে মূলধন খরচ, ইনস্টলেশন খরচ এবং পাঁচ বছর ধরে রক্ষণাবেক্ষণের খরচ অন্তর্ভুক্ত থাকে।
যখন সিরামিক ইজ দ্য বেটার চয়েস
সিরামিক বেশ কয়েকটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে ভাল পছন্দ।
কম-ফ্লোরাইড পরিষেবা।যখন ফ্লোরাইডের ঘনত্ব 1% এর নিচে থাকে, তখন সিরামিক ফ্লোরাইড আক্রমণের হার কম হয় এবং পরিষেবা জীবন বাড়ানো হয়। এই ক্ষেত্রে, সিলিকন কার্বাইডের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং মূলধন খরচ হ্রাস করে।
স্থান সীমাবদ্ধ ইনস্টলেশন-যখন উপলব্ধ স্থান গুরুতরভাবে সীমিত হয়, তখন ছোট সিলিকন কার্বাইড ইউনিটই একমাত্র সম্ভাব্য বিকল্প হতে পারে। PTFE ইউনিটের জন্য পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের 5 গুণ প্রয়োজন হবে, যা উপলব্ধ স্থানে মাপসই নাও হতে পারে।
ফ্লোরাইড ছাড়াই উচ্চ-তাপমাত্রার পরিষেবা।যখন মিশ্র অ্যাসিডে কোনো ফ্লোরাইড থাকে না এবং তাপমাত্রা 100 ডিগ্রির উপরে থাকে, তখন সিলিকন কার্বাইড তার যান্ত্রিক শক্তি এবং রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা ধরে রাখে, যখন PTFE নরম হয়ে যায় এবং 200 ডিগ্রির উপরে শক্তি হারায়।
উচ্চ-বিশুদ্ধতা পরিষেবা।সিলিকন কার্বাইড প্রক্রিয়া তরলে জৈব যৌগগুলিকে লিচ করে না, যা এটিকে উচ্চ-বিশুদ্ধতা প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে যেখানে PTFE থেকে জৈব লিচিং একটি উদ্বেগের বিষয়।
ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম সেবা.সিলিকন কার্বাইডের PTFE-এর তুলনায় উচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা এটিকে স্থগিত করা কঠিন পদার্থের সাথে পরিষেবার জন্য উপযুক্ত করে তোলে যা তাপ এক্সচেঞ্জার পৃষ্ঠকে ক্ষয় করতে পারে।
যখন PTFE হল সবচেয়ে ভালো পছন্দ
পিটিএফই হল বেশ কয়েকটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভাল পছন্দ।
উচ্চ-ফ্লোরাইড পরিষেবা।PTFE সমস্ত ঘনত্বে ফ্লোরাইড প্রতিরোধী, যখন সিলিকন কার্বাইড উচ্চ তাপমাত্রায় ফ্লোরাইড দ্বারা আক্রান্ত হয়।
থার্মাল সাইক্লিং পরিষেবা।সিলিকন কার্বাইডের তুলনায় PTFE-এর উচ্চ তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা ঘন ঘন তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পরিষেবার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
যান্ত্রিক প্রভাব পরিষেবা।PTFE সিলিকন কার্বাইডের তুলনায় যান্ত্রিক প্রভাবের জন্য বেশি প্রতিরোধী, যা এটিকে এমন স্থাপনার জন্য উপযুক্ত করে তোলে যেখানে তাপ এক্সচেঞ্জার কম্পন বা পরিচালনার বিষয় হতে পারে।
মেরামতযোগ্য পরিষেবা।PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলি একজন যোগ্যতাসম্পন্ন প্রযুক্তিবিদ দ্বারা সাইটে মেরামত করা যেতে পারে, যা ডাউনটাইম এবং উত্পাদন ক্ষতি হ্রাস করে।
বড় তাপ লোড পরিষেবা।বৃহৎ তাপ লোডের জন্য, PTFE-এর নিম্ন মূলধন ব্যয় আরও তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং বৃহত্তর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল কম বাধাগ্রস্ত হয়।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্যগুলি যা পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার পরিষেবাতে বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য PTFE এবং সিরামিক হিট এক্সচেঞ্জার উভয়ের পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে।
নিম্ন অপারেটিং তাপমাত্রা।অপারেটিং তাপমাত্রা হ্রাস করা সিরামিকের উপর ফ্লোরাইড আক্রমণ এবং PTFE-তে অ্যাসিডের প্রসারণ হ্রাস করে।
নিম্ন ফ্লোরাইড ঘনত্ব।ফ্লোরাইডের ঘনত্ব হ্রাস করা সিরামিকের আক্রমণকে হ্রাস করে। ফ্লোরাইড ঘনত্ব ক্রমাগত নিরীক্ষণ করা উচিত এবং নির্দিষ্ট সিরামিক উপাদানের জন্য প্রান্তিকের নীচে বজায় রাখা উচিত।
প্রবাহ বেগ নিয়ন্ত্রণ।একটি মাঝারি প্রবাহ বেগ বজায় রাখা সীমানা স্তরের বেধ এবং টিউব পৃষ্ঠে ফ্লোরাইডের ঘনত্ব হ্রাস করে।
জায়গায় -পরিষ্কার বিধান।ক্লিনিং সলিউশন সাপ্লাই এবং রিটার্নের সংযোগগুলি হিট এক্সচেঞ্জারকে বিচ্ছিন্ন না করে পরিষ্কার করার অনুমতি দেয়, যা ডাউনটাইম এবং উত্পাদন ক্ষতি হ্রাস করে।
তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ।হিট এক্সচেঞ্জার ইনলেট এবং আউটলেটে তাপমাত্রা সেন্সরগুলি তাপ স্থানান্তর কার্যকারিতা নিরীক্ষণ করার অনুমতি দেয়, যা ফাউলিং বা অবনতির প্রাথমিক সনাক্তকরণের অনুমতি দেয়।
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধারের জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধারের জন্য PTFE এবং সিরামিক হিট এক্সচেঞ্জারগুলির মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
মিশ্র অ্যাসিড রচনা।নাইট্রিক অ্যাসিড, সালফিউরিক অ্যাসিড, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড এবং অন্যান্য উপাদানগুলির ঘনত্ব উল্লেখ করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রত্যাশিত তাপমাত্রা প্রোফাইল নির্দিষ্ট করুন।
ফ্লোরাইড ঘনত্ব।সর্বাধিক ফ্লোরাইড ঘনত্ব এবং পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি উল্লেখ করুন।
স্থগিত কঠিন.অ্যাসিডের মধ্যে যে কোনো স্থগিত কঠিন পদার্থের ঘনত্ব এবং কণার আকার নির্দিষ্ট করুন।
তাপ লোড এবং পৃষ্ঠ এলাকা.প্রতিটি উপাদান বিকল্পের জন্য তাপ লোড এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
স্থান সীমাবদ্ধতা.উপলব্ধ স্থান এবং সর্বাধিক অনুমোদিত পদচিহ্ন নির্দিষ্ট করুন।
রক্ষণাবেক্ষণ ক্ষমতা।সাইটে হিট এক্সচেঞ্জার মেরামত করার ক্ষমতা সহ সুবিধাটির রক্ষণাবেক্ষণের ক্ষমতা উল্লেখ করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা.প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন এবং প্রতিস্থাপন সময়সূচী উল্লেখ করুন।
মিশ্র অ্যাসিড পরিষেবার শর্তগুলির সাথে মিলিত উপাদান নির্বাচন
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধারের ক্ষেত্রে PTFE এবং সিরামিক হিট এক্সচেঞ্জারগুলির মধ্যে নির্বাচন ফ্লোরাইডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা, স্থানের সীমাবদ্ধতা এবং পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে। সিরামিকের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং এর জন্য কম পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রয়োজন, তবে এটি ফ্লোরাইড আক্রমণ এবং তাপীয় শকের জন্য সংবেদনশীল। PTFE-এর তাপ পরিবাহিতা কম এবং এর জন্য আরও বেশি সারফেস এরিয়ার প্রয়োজন, কিন্তু এটি ফ্লোরাইড এবং থার্মাল শক প্রতিরোধী।
নির্বাচনের সিদ্ধান্ত একটি সুবিধার উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত{0}}নির্দিষ্ট বিশ্লেষণ যা মূলধন খরচ, ইনস্টলেশন খরচ, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং উৎপাদন ক্ষতির এক্সপোজার অন্তর্ভুক্ত করে। এই খরচের উপাদানগুলির সাথে একটি সাধারণ স্প্রেডশীট মডেল সিদ্ধান্ত নেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য প্রদান করে।
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধারের সুবিধার জন্য হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করে, উপাদান নির্বাচন প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবনের উপর মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত, শুধুমাত্র তাপ কার্যক্ষমতা বা মূলধন খরচ নয়। উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা সহ একটি সিরামিক ইউনিটের জীবনকাল বেশি হতে পারে যদি ফ্লোরাইডের ঘনত্ব বেশি হয় এবং ইউনিটটি ঘন ঘন প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়।
মিশ্র অ্যাসিড পুনরুদ্ধার বা অন্যান্য ক্ষয়কারী পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার স্পেসিফিকেশনগুলি মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা মিশ্র অ্যাসিডের গঠন, অপারেটিং তাপমাত্রা, ফ্লোরাইড ঘনত্ব, সাসপেন্ডেড সলিডস, এবং স্থানের সীমাবদ্ধতাগুলি কভার করে একটি নকশা পর্যালোচনার জন্য অনুরোধ করতে পারেন যাতে উপাদান নির্বাচন প্রকৃত পরিষেবার শর্তাবলী এবং কাঠামোর খরচের সাথে মিলে যায়।
