দেয়ালের তাপমাত্রা যা অবক্ষয় প্রক্রিয়া নির্ধারণ করে
একটি সালফিউরিক অ্যাসিড অ্যানোডাইজিং লাইন 15% সালফিউরিক অ্যাসিড সহ 20 ডিগ্রিতে কাজ করে শীতল করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রক্রিয়া তাপমাত্রার কাছাকাছি কারণ তাপ প্রবাহ কম এবং শীতল জল প্রক্রিয়াটির মাত্র কয়েক ডিগ্রি নীচে। PTFE টিউব 20-25 ডিগ্রীতে কাজ করে, যা তাপমাত্রার অনেক নিচে যেখানে যে কোন অবক্ষয় প্রক্রিয়া সক্রিয় হয়। টিউব লাইফ যান্ত্রিক কারণ দ্বারা নির্ধারিত হয়, এবং পরিষেবা জীবন 15-20 বছর।
150 ডিগ্রিতে সালফিউরিক অ্যাসিড কেন্দ্রীভূত একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা গরম করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা তাপ প্রবাহ এবং টিউব প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের দ্বারা নির্ধারিত হয়। 2.0 W/cm² এবং একটি 0.8 মিমি প্রাচীরের তাপ প্রবাহের জন্য, প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 215 ডিগ্রি। এই তাপমাত্রায়, সালফিউরিক অ্যাসিড PTFE-কে পরিমাপযোগ্য হারে আক্রমণ করে এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির পরিবর্তে রাসায়নিক অবক্ষয় দ্বারা নির্ধারিত হয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য এই দুটি শাসনের মধ্যে প্রাচীরের তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড প্রায় 180-200 ডিগ্রি। এই থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু হ্রাস পায়।
থ্রেশহোল্ডের উপরে রাসায়নিক অবক্ষয় প্রক্রিয়া
গরম সালফিউরিক অ্যাসিডে PTFE এর অবক্ষয় পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলির জারণের মাধ্যমে ঘটে। সালফিউরিক অ্যাসিড, বিশেষ করে উচ্চ ঘনত্বে, উচ্চ তাপমাত্রায় একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট। অ্যাসিড শৃঙ্খলের প্রান্ত এবং নিরাকার অঞ্চলে ত্রুটিযুক্ত স্থানগুলিতে আক্রমণ করে, পলিমার চেইনগুলিকে ভেঙে দেয় এবং ছোট ছোট টুকরো তৈরি করে যা প্রক্রিয়া তরল দ্বারা দ্রবীভূত হয় বা চলে যায়।
তাপমাত্রার সাথে সাথে ক্ষয় হার দ্রুত বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রায় 10 ডিগ্রী বৃদ্ধি ক্ষয় হারকে প্রায় দ্বিগুণ করে। 180 ডিগ্রী এবং 220 ডিগ্রীর মধ্যে পার্থক্য হল অবক্ষয় হারের 16 এর একটি ফ্যাক্টর।
টিউব প্রাচীর জুড়ে অবক্ষয় অভিন্ন নয়। আক্রমণটি পৃষ্ঠে শুরু হয় এবং ভিতরের দিকে প্রচার করে। পৃষ্ঠটি রুক্ষ এবং ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায় এবং যান্ত্রিক শক্তি হ্রাস পায়। টিউব প্রাচীর সময়ের সাথে পাতলা হয়, এবং অবশেষে টিউব ফেটে যায়।
অ্যাসিড ঘনত্ব প্রভাব
অবক্ষয় হার সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (50% এর নিচে) ঘনীভূত অ্যাসিড (90% এর উপরে) থেকে কম জারণ সম্ভাবনা রয়েছে। 200 ডিগ্রিতে 50% সালফিউরিক অ্যাসিডের অবক্ষয় হার একই তাপমাত্রায় 98% সালফিউরিক অ্যাসিডের প্রায় অর্ধেক হার।
সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্ব পরিষেবাতে ঘনত্বের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে জল বাষ্পীভূত হওয়ার সাথে সাথে অ্যাসিডের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। সিস্টেমের ঘনীভূত প্রান্তে তাপ এক্সচেঞ্জার টিউবগুলি পাতলা প্রান্তে থাকা টিউবগুলির তুলনায় উচ্চ অ্যাসিড ঘনত্ব এবং উচ্চতর অবক্ষয় হার দেখতে পায়।
অক্সিডাইজিং দূষণকারীর প্রভাব
সালফিউরিক অ্যাসিডের দূষিত পদার্থের অক্সিডাইজিং দ্বারা অবক্ষয়ের হার ত্বরান্বিত হয়। নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড হল সাধারণ দূষক যা অ্যাসিডের অক্সিডেশন সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে। এমনকি নাইট্রিক অ্যাসিডের কয়েক শতাংশও ক্ষয় হারকে দুই থেকে তিন গুণে বাড়িয়ে দিতে পারে।
দূষকগুলি সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রাকেও প্রভাবিত করে। পরিষ্কার সালফিউরিক অ্যাসিডে, থ্রেশহোল্ড প্রায় 200 ডিগ্রি। 5% নাইট্রিক অ্যাসিড ধারণকারী সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 170 ডিগ্রি। 10% নাইট্রিক অ্যাসিডযুক্ত সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 150 ডিগ্রি।
অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা পরিমাপ করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 10 বছরের প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবনের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার শর্তগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রার সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়।
| অ্যাসিড ঘনত্ব | অক্সিডাইজিং দূষণকারী | সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা | সীমায় অবনতি হার | প্রস্তাবিত টিউব প্রাচীর বেধ |
|---|---|---|---|---|
| 15% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 220 ডিগ্রী | 0.05 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 30% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 210 ডিগ্রী | 0.06 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 200 ডিগ্রী | 0.07 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 70% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 190 ডিগ্রী | 0.08 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 180 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 170 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 10% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.12 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.15 মিমি/বছর | 1.2 মিমি |
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা মান 10 বছরের একটি প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন এবং ন্যূনতম অনুমোদিত প্রাচীর বেধ 0.3 মিমি অনুমান করে। অবক্ষয়ের হার সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা এবং পরীক্ষাগার পরীক্ষার ফিল্ড ডেটার উপর ভিত্তি করে।
যান্ত্রিক চাপ মিথস্ক্রিয়া
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা টিউবের যান্ত্রিক চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। তাপীয় চাপ এবং চাপ চাপের সংমিশ্রণ অনুমোদিত তাপমাত্রা হ্রাস করে কারণ চাপের সাথে অবনতির হার বৃদ্ধি পায়।
যান্ত্রিক চাপের দুটি প্রভাব রয়েছে। প্রথমত, স্ট্রেস পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলিকে খোলার মাধ্যমে PTFE-তে অ্যাসিডের প্রসারণের হার বাড়িয়ে দেয়। দ্বিতীয়ত, স্ট্রেস টিউবের যান্ত্রিক শক্তিকে কমিয়ে দেয়, যা ফেটে যাওয়ার আগে প্রাচীরের অনুমোদনযোগ্য ক্ষতি হ্রাস করে।
টিউব-থেকে-টিউব শিট জয়েন্টগুলিতে চাপের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে চাপের ঘনত্ব সর্বাধিক। জয়েন্টে সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা টিউব বডির তুলনায় সাধারণত 10-20 ডিগ্রি কম।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য যা দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে
বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য একটি প্রদত্ত তাপ লোড জন্য টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা হ্রাস.
বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা।একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা তাপ প্রবাহ হ্রাস করে, যা প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। ভূপৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 50% বৃদ্ধি তাপ প্রবাহ এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 33% কমিয়ে দেয়।
পাতলা টিউব প্রাচীর।একটি পাতলা প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের এবং একই তাপ প্রবাহের জন্য প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। একটি 0.5 মিমি প্রাচীরের একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের অর্ধেক তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান.0.5 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা সহ একটি ভরা পিটিএফই যৌগটিতে ভার্জিন পিটিএফই-এর প্রাচীরের তাপীয় প্রতিরোধের অর্ধেক রয়েছে।
উচ্চতর প্রক্রিয়া প্রবাহ বেগ.একটি উচ্চতর প্রবাহ বেগ প্রক্রিয়া-পার্শ্বের ফিল্মের গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে।
উচ্চতর পরিষেবা-পার্শ্ব প্রবাহ বেগ।একটি উচ্চতর বাষ্প বা গরম জলের বেগ পরিষেবা{0}}পার্শ্বের ফিল্ম গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে৷
ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার।একটি ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার টিউব বান্ডিল জুড়ে অভিন্ন প্রবাহ নিশ্চিত করে, যা স্থানীয় হট স্পট প্রতিরোধ করে।
উচ্চ-তাপমাত্রা সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য টিউব সামগ্রীর তুলনা করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 1.5 ওয়াট/সেমি² এর তাপ প্রবাহে 98% সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবাতে বিভিন্ন PTFE টিউব সামগ্রীর জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা এবং পরিষেবা জীবনকে সংক্ষিপ্ত করে।
| টিউব উপাদান | তাপ পরিবাহিতা | দেয়ালের তাপমাত্রা 1.5 ওয়াট/সেমি² | 180 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 200 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 220 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন |
|---|---|---|---|---|---|
| ভার্জিন PTFE | 0.25 W/m·K | 210 ডিগ্রী | 10-15 বছর | 5-8 বছর | 2-3 বছর |
| উচ্চ-স্ফটিকতা PTFE | 0.26 W/m·K | 205 ডিগ্রী | 12-18 বছর | 6-10 বছর | 3-4 বছর |
| গ্রাফাইট{0}}ভরা PTFE | 0.50 W/m·K | 165 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 10-15 বছর | 5-8 বছর |
| কার্বন-ভরা PTFE | 0.65 W/m·K | 150 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 12-18 বছর | 8-12 বছর |
| পিএফএ | 0.19 W/m·K | 230 ডিগ্রী | 8-12 বছর | 4-6 বছর | 1-2 বছর |
ফিল্ড ডেটা এবং ল্যাবরেটরি পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে পরিষেবা জীবনের মানগুলি অনুমান করা হয়। অ্যাসিড রসায়ন, যান্ত্রিক চাপ এবং অপারেটিং অনুশীলনের সাথে প্রকৃত জীবন পরিবর্তিত হবে।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করা সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
অ্যাসিড ঘনত্ব।সর্বাধিক ঘনত্ব এবং প্রত্যাশিত পরিসীমা নির্দিষ্ট করুন।
অক্সিডাইজিং দূষক।নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড, হাইড্রোজেন পারক্সাইড বা অন্যান্য অক্সিডাইজিং প্রজাতির ঘনত্ব উল্লেখ করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রত্যাশিত তাপমাত্রা প্রোফাইল নির্দিষ্ট করুন।
তাপ লোড এবং পৃষ্ঠ এলাকা.তাপ লোড এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
তাপ প্রবাহ।দেয়ালের তাপমাত্রা সীমার উপর ভিত্তি করে সর্বাধিক অনুমোদিত তাপ প্রবাহ নির্দিষ্ট করুন।
টিউব প্রাচীর বেধ.তাপ প্রবাহ এবং অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে টিউবের প্রাচীরের বেধ উল্লেখ করুন।
টিউব উপাদান।প্রাচীর তাপমাত্রা এবং অবক্ষয় হারের উপর ভিত্তি করে টিউব উপাদান নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা.প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন এবং প্রতিস্থাপন সময়সূচী উল্লেখ করুন।
তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ।দেয়ালের তাপমাত্রা ট্র্যাক করার জন্য তাপমাত্রা সেন্সর এবং পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে প্রাচীরের তাপমাত্রা মেলে
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবায় PTFE হিট এক্সচেঞ্জার টিউবগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক এবং প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন নির্ভর করে। 180-200 ডিগ্রির থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু দ্রুত হ্রাস পায়।
প্রাচীরের তাপমাত্রা পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা এবং মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা উচিত। একটি নিম্ন প্রাচীর তাপমাত্রা একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা বা একটি উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান প্রয়োজন, যা মূলধন খরচ বৃদ্ধি. কিন্তু নিম্ন দেয়ালের তাপমাত্রা টিউবের আয়ু বাড়ায় এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কমিয়ে দেয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা সুবিধাগুলির জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করে, প্রাচীরের তাপমাত্রা সংগ্রহের নথিতে উল্লেখ করা উচিত এবং কমিশনিংয়ের সময় যাচাই করা উচিত। প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত ডিফল্ট কনফিগারেশন পরিষেবা জীবনের পরিবর্তে কমপ্যাক্টনেসের জন্য অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে এবং এর ফলে প্রাচীরের তাপমাত্রা অবক্ষয় থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করতে পারে।
সালফিউরিক অ্যাসিড বা অন্যান্য ক্ষয়কারী পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের স্পেসিফিকেশন মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক, অপারেটিং তাপমাত্রা, তাপ প্রবাহ, টিউব প্রাচীরের বেধ এবং টিউব উপাদানগুলিকে কভার করে একটি নকশা পর্যালোচনার অনুরোধ করতে পারেন যাতে নিশ্চিত করা যায় যে ইউনিটটি প্রকৃত পরিষেবা শর্ত এবং পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে মিলেছে।
দেয়ালের তাপমাত্রা যা অবক্ষয় প্রক্রিয়া নির্ধারণ করে
একটি সালফিউরিক অ্যাসিড অ্যানোডাইজিং লাইন 15% সালফিউরিক অ্যাসিড সহ 20 ডিগ্রিতে কাজ করে শীতল করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রক্রিয়া তাপমাত্রার কাছাকাছি কারণ তাপ প্রবাহ কম এবং শীতল জল প্রক্রিয়াটির মাত্র কয়েক ডিগ্রি নীচে। PTFE টিউব 20-25 ডিগ্রীতে কাজ করে, যা তাপমাত্রার অনেক নিচে যেখানে যে কোন অবক্ষয় প্রক্রিয়া সক্রিয় হয়। টিউব লাইফ যান্ত্রিক কারণ দ্বারা নির্ধারিত হয়, এবং পরিষেবা জীবন 15-20 বছর।
150 ডিগ্রিতে সালফিউরিক অ্যাসিড কেন্দ্রীভূত একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা গরম করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা তাপ প্রবাহ এবং টিউব প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের দ্বারা নির্ধারিত হয়। 2.0 W/cm² এবং একটি 0.8 মিমি প্রাচীরের তাপ প্রবাহের জন্য, প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 215 ডিগ্রি। এই তাপমাত্রায়, সালফিউরিক অ্যাসিড PTFE-কে পরিমাপযোগ্য হারে আক্রমণ করে এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির পরিবর্তে রাসায়নিক অবক্ষয় দ্বারা নির্ধারিত হয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য এই দুটি শাসনের মধ্যে প্রাচীরের তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড প্রায় 180-200 ডিগ্রি। এই থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু হ্রাস পায়।
থ্রেশহোল্ডের উপরে রাসায়নিক অবক্ষয় প্রক্রিয়া
গরম সালফিউরিক অ্যাসিডে PTFE এর অবক্ষয় পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলির জারণের মাধ্যমে ঘটে। সালফিউরিক অ্যাসিড, বিশেষ করে উচ্চ ঘনত্বে, উচ্চ তাপমাত্রায় একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট। অ্যাসিড শৃঙ্খলের প্রান্ত এবং নিরাকার অঞ্চলে ত্রুটিযুক্ত স্থানগুলিতে আক্রমণ করে, পলিমার চেইনগুলিকে ভেঙে দেয় এবং ছোট ছোট টুকরো তৈরি করে যা প্রক্রিয়া তরল দ্বারা দ্রবীভূত হয় বা চলে যায়।
তাপমাত্রার সাথে সাথে ক্ষয় হার দ্রুত বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রায় 10 ডিগ্রী বৃদ্ধি ক্ষয় হারকে প্রায় দ্বিগুণ করে। 180 ডিগ্রী এবং 220 ডিগ্রীর মধ্যে পার্থক্য হল অবক্ষয় হারের 16 এর একটি ফ্যাক্টর।
টিউব প্রাচীর জুড়ে অবক্ষয় অভিন্ন নয়। আক্রমণটি পৃষ্ঠে শুরু হয় এবং ভিতরের দিকে প্রচার করে। পৃষ্ঠটি রুক্ষ এবং ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায় এবং যান্ত্রিক শক্তি হ্রাস পায়। টিউব প্রাচীর সময়ের সাথে পাতলা হয়, এবং অবশেষে টিউব ফেটে যায়।
অ্যাসিড ঘনত্ব প্রভাব
অবক্ষয় হার সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (50% এর নিচে) ঘনীভূত অ্যাসিড (90% এর উপরে) থেকে কম জারণ সম্ভাবনা রয়েছে। 200 ডিগ্রিতে 50% সালফিউরিক অ্যাসিডের অবক্ষয় হার একই তাপমাত্রায় 98% সালফিউরিক অ্যাসিডের প্রায় অর্ধেক হার।
সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্ব পরিষেবাতে ঘনত্বের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে জল বাষ্পীভূত হওয়ার সাথে সাথে অ্যাসিডের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। সিস্টেমের ঘনীভূত প্রান্তে তাপ এক্সচেঞ্জার টিউবগুলি পাতলা প্রান্তে থাকা টিউবগুলির তুলনায় উচ্চ অ্যাসিড ঘনত্ব এবং উচ্চতর অবক্ষয় হার দেখতে পায়।
অক্সিডাইজিং দূষণকারীর প্রভাব
সালফিউরিক অ্যাসিডের দূষিত পদার্থের অক্সিডাইজিং দ্বারা অবক্ষয়ের হার ত্বরান্বিত হয়। নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড হল সাধারণ দূষক যা অ্যাসিডের অক্সিডেশন সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে। এমনকি নাইট্রিক অ্যাসিডের কয়েক শতাংশও ক্ষয় হারকে দুই থেকে তিন গুণে বাড়িয়ে দিতে পারে।
দূষকগুলি সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রাকেও প্রভাবিত করে। পরিষ্কার সালফিউরিক অ্যাসিডে, থ্রেশহোল্ড প্রায় 200 ডিগ্রি। 5% নাইট্রিক অ্যাসিড ধারণকারী সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 170 ডিগ্রি। 10% নাইট্রিক অ্যাসিডযুক্ত সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 150 ডিগ্রি।
অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা পরিমাপ করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 10 বছরের প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবনের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার শর্তগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রার সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়।
| অ্যাসিড ঘনত্ব | অক্সিডাইজিং দূষণকারী | সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা | সীমায় অবনতি হার | প্রস্তাবিত টিউব প্রাচীর বেধ |
|---|---|---|---|---|
| 15% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 220 ডিগ্রী | 0.05 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 30% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 210 ডিগ্রী | 0.06 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 200 ডিগ্রী | 0.07 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 70% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 190 ডিগ্রী | 0.08 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 180 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 170 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 10% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.12 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.15 মিমি/বছর | 1.2 মিমি |
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা মান 10 বছরের একটি প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন এবং ন্যূনতম অনুমোদিত প্রাচীর বেধ 0.3 মিমি অনুমান করে। অবক্ষয়ের হার সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা এবং পরীক্ষাগার পরীক্ষার ফিল্ড ডেটার উপর ভিত্তি করে।
যান্ত্রিক চাপ মিথস্ক্রিয়া
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা টিউবের যান্ত্রিক চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। তাপীয় চাপ এবং চাপ চাপের সংমিশ্রণ অনুমোদিত তাপমাত্রা হ্রাস করে কারণ চাপের সাথে অবনতির হার বৃদ্ধি পায়।
যান্ত্রিক চাপের দুটি প্রভাব রয়েছে। প্রথমত, স্ট্রেস পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলিকে খোলার মাধ্যমে PTFE-তে অ্যাসিডের প্রসারণের হার বাড়িয়ে দেয়। দ্বিতীয়ত, স্ট্রেস টিউবের যান্ত্রিক শক্তিকে কমিয়ে দেয়, যা ফেটে যাওয়ার আগে প্রাচীরের অনুমোদনযোগ্য ক্ষতি হ্রাস করে।
টিউব-থেকে-টিউব শিট জয়েন্টগুলিতে চাপের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে চাপের ঘনত্ব সর্বাধিক। জয়েন্টে সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা টিউব বডির তুলনায় সাধারণত 10-20 ডিগ্রি কম।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য যা দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে
বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য একটি প্রদত্ত তাপ লোড জন্য টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা হ্রাস.
বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা।একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা তাপ প্রবাহ হ্রাস করে, যা প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। ভূপৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 50% বৃদ্ধি তাপ প্রবাহ এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 33% কমিয়ে দেয়।
পাতলা টিউব প্রাচীর।একটি পাতলা প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের এবং একই তাপ প্রবাহের জন্য প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। একটি 0.5 মিমি প্রাচীরের একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের অর্ধেক তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান.0.5 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা সহ একটি ভরা পিটিএফই যৌগটিতে ভার্জিন পিটিএফই-এর প্রাচীরের তাপীয় প্রতিরোধের অর্ধেক রয়েছে।
উচ্চতর প্রক্রিয়া প্রবাহ বেগ.একটি উচ্চতর প্রবাহ বেগ প্রক্রিয়া-পার্শ্বের ফিল্মের গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে।
উচ্চতর পরিষেবা-পার্শ্ব প্রবাহ বেগ।একটি উচ্চতর বাষ্প বা গরম জলের বেগ পরিষেবা{0}}পার্শ্বের ফিল্ম গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে৷
ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার।একটি ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার টিউব বান্ডিল জুড়ে অভিন্ন প্রবাহ নিশ্চিত করে, যা স্থানীয় হট স্পট প্রতিরোধ করে।
উচ্চ-তাপমাত্রা সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য টিউব সামগ্রীর তুলনা করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 1.5 ওয়াট/সেমি² এর তাপ প্রবাহে 98% সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবাতে বিভিন্ন PTFE টিউব সামগ্রীর জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা এবং পরিষেবা জীবনকে সংক্ষিপ্ত করে।
| টিউব উপাদান | তাপ পরিবাহিতা | দেয়ালের তাপমাত্রা 1.5 ওয়াট/সেমি² | 180 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 200 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 220 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন |
|---|---|---|---|---|---|
| ভার্জিন PTFE | 0.25 W/m·K | 210 ডিগ্রী | 10-15 বছর | 5-8 বছর | 2-3 বছর |
| উচ্চ-স্ফটিকতা PTFE | 0.26 W/m·K | 205 ডিগ্রী | 12-18 বছর | 6-10 বছর | 3-4 বছর |
| গ্রাফাইট{0}}ভরা PTFE | 0.50 W/m·K | 165 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 10-15 বছর | 5-8 বছর |
| কার্বন-ভরা PTFE | 0.65 W/m·K | 150 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 12-18 বছর | 8-12 বছর |
| পিএফএ | 0.19 W/m·K | 230 ডিগ্রী | 8-12 বছর | 4-6 বছর | 1-2 বছর |
ফিল্ড ডেটা এবং ল্যাবরেটরি পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে পরিষেবা জীবনের মানগুলি অনুমান করা হয়। অ্যাসিড রসায়ন, যান্ত্রিক চাপ এবং অপারেটিং অনুশীলনের সাথে প্রকৃত জীবন পরিবর্তিত হবে।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করা সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
অ্যাসিড ঘনত্ব।সর্বাধিক ঘনত্ব এবং প্রত্যাশিত পরিসীমা নির্দিষ্ট করুন।
অক্সিডাইজিং দূষক।নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড, হাইড্রোজেন পারক্সাইড বা অন্যান্য অক্সিডাইজিং প্রজাতির ঘনত্ব উল্লেখ করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রত্যাশিত তাপমাত্রা প্রোফাইল নির্দিষ্ট করুন।
তাপ লোড এবং পৃষ্ঠ এলাকা.তাপ লোড এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
তাপ প্রবাহ।দেয়ালের তাপমাত্রা সীমার উপর ভিত্তি করে সর্বাধিক অনুমোদিত তাপ প্রবাহ নির্দিষ্ট করুন।
টিউব প্রাচীর বেধ.তাপ প্রবাহ এবং অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে টিউবের প্রাচীরের বেধ উল্লেখ করুন।
টিউব উপাদান।প্রাচীর তাপমাত্রা এবং অবক্ষয় হারের উপর ভিত্তি করে টিউব উপাদান নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা.প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন এবং প্রতিস্থাপন সময়সূচী উল্লেখ করুন।
তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ।দেয়ালের তাপমাত্রা ট্র্যাক করার জন্য তাপমাত্রা সেন্সর এবং পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে প্রাচীরের তাপমাত্রা মেলে
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবায় PTFE হিট এক্সচেঞ্জার টিউবগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক এবং প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন নির্ভর করে। 180-200 ডিগ্রির থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু দ্রুত হ্রাস পায়।
প্রাচীরের তাপমাত্রা পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা এবং মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা উচিত। একটি নিম্ন প্রাচীর তাপমাত্রা একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা বা একটি উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান প্রয়োজন, যা মূলধন খরচ বৃদ্ধি. কিন্তু নিম্ন দেয়ালের তাপমাত্রা টিউবের আয়ু বাড়ায় এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কমিয়ে দেয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা সুবিধাগুলির জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করে, প্রাচীরের তাপমাত্রা সংগ্রহের নথিতে উল্লেখ করা উচিত এবং কমিশনিংয়ের সময় যাচাই করা উচিত। প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত ডিফল্ট কনফিগারেশন পরিষেবা জীবনের পরিবর্তে কমপ্যাক্টনেসের জন্য অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে এবং এর ফলে প্রাচীরের তাপমাত্রা অবক্ষয় থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করতে পারে।
সালফিউরিক অ্যাসিড বা অন্যান্য ক্ষয়কারী পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের স্পেসিফিকেশন মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক, অপারেটিং তাপমাত্রা, তাপ প্রবাহ, টিউব প্রাচীরের বেধ এবং টিউব উপাদানগুলিকে কভার করে একটি নকশা পর্যালোচনার অনুরোধ করতে পারেন যাতে নিশ্চিত করা যায় যে ইউনিটটি প্রকৃত পরিষেবা শর্ত এবং পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে মিলেছে।
দেয়ালের তাপমাত্রা যা অবক্ষয় প্রক্রিয়া নির্ধারণ করে
একটি সালফিউরিক অ্যাসিড অ্যানোডাইজিং লাইন 15% সালফিউরিক অ্যাসিড সহ 20 ডিগ্রিতে কাজ করে শীতল করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রক্রিয়া তাপমাত্রার কাছাকাছি কারণ তাপ প্রবাহ কম এবং শীতল জল প্রক্রিয়াটির মাত্র কয়েক ডিগ্রি নীচে। PTFE টিউব 20-25 ডিগ্রীতে কাজ করে, যা তাপমাত্রার অনেক নিচে যেখানে যে কোন অবক্ষয় প্রক্রিয়া সক্রিয় হয়। টিউব লাইফ যান্ত্রিক কারণ দ্বারা নির্ধারিত হয়, এবং পরিষেবা জীবন 15-20 বছর।
150 ডিগ্রিতে সালফিউরিক অ্যাসিড কেন্দ্রীভূত একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা গরম করার জন্য একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন। টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা তাপ প্রবাহ এবং টিউব প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের দ্বারা নির্ধারিত হয়। 2.0 W/cm² এবং একটি 0.8 মিমি প্রাচীরের তাপ প্রবাহের জন্য, প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 215 ডিগ্রি। এই তাপমাত্রায়, সালফিউরিক অ্যাসিড PTFE-কে পরিমাপযোগ্য হারে আক্রমণ করে এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির পরিবর্তে রাসায়নিক অবক্ষয় দ্বারা নির্ধারিত হয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য এই দুটি শাসনের মধ্যে প্রাচীরের তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড প্রায় 180-200 ডিগ্রি। এই থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু হ্রাস পায়।
থ্রেশহোল্ডের উপরে রাসায়নিক অবক্ষয় প্রক্রিয়া
গরম সালফিউরিক অ্যাসিডে PTFE এর অবক্ষয় পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলির জারণের মাধ্যমে ঘটে। সালফিউরিক অ্যাসিড, বিশেষ করে উচ্চ ঘনত্বে, উচ্চ তাপমাত্রায় একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট। অ্যাসিড শৃঙ্খলের প্রান্ত এবং নিরাকার অঞ্চলে ত্রুটিযুক্ত স্থানগুলিতে আক্রমণ করে, পলিমার চেইনগুলিকে ভেঙে দেয় এবং ছোট ছোট টুকরো তৈরি করে যা প্রক্রিয়া তরল দ্বারা দ্রবীভূত হয় বা চলে যায়।
তাপমাত্রার সাথে সাথে ক্ষয় হার দ্রুত বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রায় 10 ডিগ্রী বৃদ্ধি ক্ষয় হারকে প্রায় দ্বিগুণ করে। 180 ডিগ্রী এবং 220 ডিগ্রীর মধ্যে পার্থক্য হল অবক্ষয় হারের 16 এর একটি ফ্যাক্টর।
টিউব প্রাচীর জুড়ে অবক্ষয় অভিন্ন নয়। আক্রমণটি পৃষ্ঠে শুরু হয় এবং ভিতরের দিকে প্রচার করে। পৃষ্ঠটি রুক্ষ এবং ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায় এবং যান্ত্রিক শক্তি হ্রাস পায়। টিউব প্রাচীর সময়ের সাথে পাতলা হয়, এবং অবশেষে টিউব ফেটে যায়।
অ্যাসিড ঘনত্ব প্রভাব
অবক্ষয় হার সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (50% এর নিচে) ঘনীভূত অ্যাসিড (90% এর উপরে) থেকে কম জারণ সম্ভাবনা রয়েছে। 200 ডিগ্রিতে 50% সালফিউরিক অ্যাসিডের অবক্ষয় হার একই তাপমাত্রায় 98% সালফিউরিক অ্যাসিডের প্রায় অর্ধেক হার।
সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্ব পরিষেবাতে ঘনত্বের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে জল বাষ্পীভূত হওয়ার সাথে সাথে অ্যাসিডের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। সিস্টেমের ঘনীভূত প্রান্তে তাপ এক্সচেঞ্জার টিউবগুলি পাতলা প্রান্তে থাকা টিউবগুলির তুলনায় উচ্চ অ্যাসিড ঘনত্ব এবং উচ্চতর অবক্ষয় হার দেখতে পায়।
অক্সিডাইজিং দূষণকারীর প্রভাব
সালফিউরিক অ্যাসিডের দূষিত পদার্থের অক্সিডাইজিং দ্বারা অবক্ষয়ের হার ত্বরান্বিত হয়। নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড হল সাধারণ দূষক যা অ্যাসিডের অক্সিডেশন সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে। এমনকি নাইট্রিক অ্যাসিডের কয়েক শতাংশও ক্ষয় হারকে দুই থেকে তিন গুণে বাড়িয়ে দিতে পারে।
দূষকগুলি সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রাকেও প্রভাবিত করে। পরিষ্কার সালফিউরিক অ্যাসিডে, থ্রেশহোল্ড প্রায় 200 ডিগ্রি। 5% নাইট্রিক অ্যাসিড ধারণকারী সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 170 ডিগ্রি। 10% নাইট্রিক অ্যাসিডযুক্ত সালফিউরিক অ্যাসিডের থ্রেশহোল্ড প্রায় 150 ডিগ্রি।
অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা পরিমাপ করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 10 বছরের প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবনের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার শর্তগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রার সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়।
| অ্যাসিড ঘনত্ব | অক্সিডাইজিং দূষণকারী | সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা | সীমায় অবনতি হার | প্রস্তাবিত টিউব প্রাচীর বেধ |
|---|---|---|---|---|
| 15% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 220 ডিগ্রী | 0.05 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 30% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 210 ডিগ্রী | 0.06 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 200 ডিগ্রী | 0.07 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 70% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 190 ডিগ্রী | 0.08 মিমি/বছর | 0.8 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | কোনোটিই নয় | 180 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 170 ডিগ্রী | 0.10 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 50% H₂SO₄ | 10% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.12 মিমি/বছর | 1.0 মিমি |
| 98% H₂SO₄ | 5% HNO₃ | 150 ডিগ্রী | 0.15 মিমি/বছর | 1.2 মিমি |
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা মান 10 বছরের একটি প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন এবং ন্যূনতম অনুমোদিত প্রাচীর বেধ 0.3 মিমি অনুমান করে। অবক্ষয়ের হার সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা এবং পরীক্ষাগার পরীক্ষার ফিল্ড ডেটার উপর ভিত্তি করে।
যান্ত্রিক চাপ মিথস্ক্রিয়া
সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রা টিউবের যান্ত্রিক চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। তাপীয় চাপ এবং চাপ চাপের সংমিশ্রণ অনুমোদিত তাপমাত্রা হ্রাস করে কারণ চাপের সাথে অবনতির হার বৃদ্ধি পায়।
যান্ত্রিক চাপের দুটি প্রভাব রয়েছে। প্রথমত, স্ট্রেস পলিমারের নিরাকার অঞ্চলগুলিকে খোলার মাধ্যমে PTFE-তে অ্যাসিডের প্রসারণের হার বাড়িয়ে দেয়। দ্বিতীয়ত, স্ট্রেস টিউবের যান্ত্রিক শক্তিকে কমিয়ে দেয়, যা ফেটে যাওয়ার আগে প্রাচীরের অনুমোদনযোগ্য ক্ষতি হ্রাস করে।
টিউব-থেকে-টিউব শিট জয়েন্টগুলিতে চাপের প্রভাব বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে চাপের ঘনত্ব সর্বাধিক। জয়েন্টে সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা টিউব বডির তুলনায় সাধারণত 10-20 ডিগ্রি কম।
ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য যা দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে
বেশ কিছু নকশা বৈশিষ্ট্য একটি প্রদত্ত তাপ লোড জন্য টিউব প্রাচীর তাপমাত্রা হ্রাস.
বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা।একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা তাপ প্রবাহ হ্রাস করে, যা প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। ভূপৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 50% বৃদ্ধি তাপ প্রবাহ এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা প্রায় 33% কমিয়ে দেয়।
পাতলা টিউব প্রাচীর।একটি পাতলা প্রাচীর তাপ প্রতিরোধের এবং একই তাপ প্রবাহের জন্য প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে। একটি 0.5 মিমি প্রাচীরের একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের অর্ধেক তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান.0.5 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা সহ একটি ভরা পিটিএফই যৌগটিতে ভার্জিন পিটিএফই-এর প্রাচীরের তাপীয় প্রতিরোধের অর্ধেক রয়েছে।
উচ্চতর প্রক্রিয়া প্রবাহ বেগ.একটি উচ্চতর প্রবাহ বেগ প্রক্রিয়া-পার্শ্বের ফিল্মের গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং প্রাচীরের তাপমাত্রা হ্রাস করে।
উচ্চতর পরিষেবা-পার্শ্ব প্রবাহ বেগ।একটি উচ্চতর বাষ্প বা গরম জলের বেগ পরিষেবা{0}}পার্শ্বের ফিল্ম গুণাঙ্ক বাড়ায় এবং দেয়ালের তাপমাত্রা হ্রাস করে৷
ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার।একটি ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন হেডার টিউব বান্ডিল জুড়ে অভিন্ন প্রবাহ নিশ্চিত করে, যা স্থানীয় হট স্পট প্রতিরোধ করে।
উচ্চ-তাপমাত্রা সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য টিউব সামগ্রীর তুলনা করা
নিম্নলিখিত সারণীটি 1.5 ওয়াট/সেমি² এর তাপ প্রবাহে 98% সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবাতে বিভিন্ন PTFE টিউব সামগ্রীর জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা এবং পরিষেবা জীবনকে সংক্ষিপ্ত করে।
| টিউব উপাদান | তাপ পরিবাহিতা | দেয়ালের তাপমাত্রা 1.5 ওয়াট/সেমি² | 180 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 200 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন | 220 ডিগ্রিতে পরিষেবা জীবন |
|---|---|---|---|---|---|
| ভার্জিন PTFE | 0.25 W/m·K | 210 ডিগ্রী | 10-15 বছর | 5-8 বছর | 2-3 বছর |
| উচ্চ-স্ফটিকতা PTFE | 0.26 W/m·K | 205 ডিগ্রী | 12-18 বছর | 6-10 বছর | 3-4 বছর |
| গ্রাফাইট{0}}ভরা PTFE | 0.50 W/m·K | 165 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 10-15 বছর | 5-8 বছর |
| কার্বন-ভরা PTFE | 0.65 W/m·K | 150 ডিগ্রী | 15-20 বছর | 12-18 বছর | 8-12 বছর |
| পিএফএ | 0.19 W/m·K | 230 ডিগ্রী | 8-12 বছর | 4-6 বছর | 1-2 বছর |
ফিল্ড ডেটা এবং ল্যাবরেটরি পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে পরিষেবা জীবনের মানগুলি অনুমান করা হয়। অ্যাসিড রসায়ন, যান্ত্রিক চাপ এবং অপারেটিং অনুশীলনের সাথে প্রকৃত জীবন পরিবর্তিত হবে।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করা সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
অ্যাসিড ঘনত্ব।সর্বাধিক ঘনত্ব এবং প্রত্যাশিত পরিসীমা নির্দিষ্ট করুন।
অক্সিডাইজিং দূষক।নাইট্রিক অ্যাসিড, ক্রোমিক অ্যাসিড, হাইড্রোজেন পারক্সাইড বা অন্যান্য অক্সিডাইজিং প্রজাতির ঘনত্ব উল্লেখ করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রত্যাশিত তাপমাত্রা প্রোফাইল নির্দিষ্ট করুন।
তাপ লোড এবং পৃষ্ঠ এলাকা.তাপ লোড এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
তাপ প্রবাহ।দেয়ালের তাপমাত্রা সীমার উপর ভিত্তি করে সর্বাধিক অনুমোদিত তাপ প্রবাহ নির্দিষ্ট করুন।
টিউব প্রাচীর বেধ.তাপ প্রবাহ এবং অনুমোদিত প্রাচীর তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে টিউবের প্রাচীরের বেধ উল্লেখ করুন।
টিউব উপাদান।প্রাচীর তাপমাত্রা এবং অবক্ষয় হারের উপর ভিত্তি করে টিউব উপাদান নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা.প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন এবং প্রতিস্থাপন সময়সূচী উল্লেখ করুন।
তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ।দেয়ালের তাপমাত্রা ট্র্যাক করার জন্য তাপমাত্রা সেন্সর এবং পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি নির্দিষ্ট করুন।
সেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে প্রাচীরের তাপমাত্রা মেলে
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবায় PTFE হিট এক্সচেঞ্জার টিউবগুলির জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত প্রাচীরের তাপমাত্রা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক এবং প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন নির্ভর করে। 180-200 ডিগ্রির থ্রেশহোল্ডের নীচে, অবক্ষয়ের হার ধীর, এবং টিউবের জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়। থ্রেশহোল্ডের উপরে, অবক্ষয়ের হার দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায় এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে টিউবের আয়ু দ্রুত হ্রাস পায়।
প্রাচীরের তাপমাত্রা পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তা এবং মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা উচিত। একটি নিম্ন প্রাচীর তাপমাত্রা একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা বা একটি উচ্চ পরিবাহিতা নল উপাদান প্রয়োজন, যা মূলধন খরচ বৃদ্ধি. কিন্তু নিম্ন দেয়ালের তাপমাত্রা টিউবের আয়ু বাড়ায় এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কমিয়ে দেয়।
সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা সুবিধাগুলির জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করে, প্রাচীরের তাপমাত্রা সংগ্রহের নথিতে উল্লেখ করা উচিত এবং কমিশনিংয়ের সময় যাচাই করা উচিত। প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত ডিফল্ট কনফিগারেশন পরিষেবা জীবনের পরিবর্তে কমপ্যাক্টনেসের জন্য অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে এবং এর ফলে প্রাচীরের তাপমাত্রা অবক্ষয় থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করতে পারে।
সালফিউরিক অ্যাসিড বা অন্যান্য ক্ষয়কারী পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের স্পেসিফিকেশন মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা অ্যাসিডের ঘনত্ব, অক্সিডাইজিং দূষক, অপারেটিং তাপমাত্রা, তাপ প্রবাহ, টিউব প্রাচীরের বেধ এবং টিউব উপাদানগুলিকে কভার করে একটি নকশা পর্যালোচনার অনুরোধ করতে পারেন যাতে নিশ্চিত করা যায় যে ইউনিটটি প্রকৃত পরিষেবা শর্ত এবং পরিষেবা জীবনের প্রয়োজনীয়তার সাথে মিলেছে।
