कार्बोनेट बिल्डअप समस्या
साइनाइड कॉपर प्लेटिंग स्नान समय के साथ कार्बोनेट लवण जमा करते हैं। अत्यधिक क्षारीय स्नान (पीएच 12-13) द्वारा वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के माध्यम से सोडियम कार्बोनेट और पोटेशियम कार्बोनेट बनते हैं। प्रतिक्रिया है: 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O. सामान्य स्नान संचालन के माध्यम से कार्बोनेट सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ती है।
हीटर की सतह पर समस्या तेज हो जाती है। 80{5}}100 डिग्री के दीवार तापमान के साथ धातु विसर्जन हीटर, स्थानीयकृत क्षेत्र बनाते हैं जहां कार्बोनेट घुलनशीलता पार हो जाती है। कार्बोनेट ट्यूब की सतह पर एक कठोर, क्रिस्टलीय पैमाने के रूप में अवक्षेपित होता है। स्केल ट्यूबों को इन्सुलेट करता है, गर्मी हस्तांतरण को कम करता है, और अंततः यांत्रिक या रासायनिक डीस्केलिंग की आवश्यकता होती है। आमतौर पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग करने वाली डीस्केलिंग प्रक्रिया खतरनाक अपशिष्ट उत्पन्न करती है और उत्पादन समय की खपत करती है।
एक पीटीएफई हीट एक्सचेंजर कम दीवार तापमान (55{3}}70 डिग्री) पर काम करता है, जहां कार्बोनेट घुलनशीलता अधिक होती है। ट्यूब की सतह पर वर्षा काफी कम हो जाती है। कार्बोनेट बल्क बाथ में घुला रहता है, जहां इसे हीटर की सतह पर बनने के बजाय सामान्य फ्रीज-आउट या अवक्षेपण प्रक्रियाओं द्वारा प्रबंधित किया जा सकता है।
तापमान-निर्भर घुलनशीलता तंत्र
पानी में सोडियम कार्बोनेट की घुलनशीलता अत्यधिक तापमान पर निर्भर होती है। 30 डिग्री (साइनाइड कॉपर के लिए सामान्य थोक स्नान तापमान) पर, घुलनशीलता लगभग 50 ग्राम/100 एमएल है। 80 डिग्री (धातु हीटर दीवार तापमान) पर, घुलनशीलता लगभग 45 ग्राम/100 एमएल तक गिर जाती है। 95 डिग्री (टाइटेनियम हीटर दीवार तापमान) पर, यह लगभग 42 ग्राम/100 एमएल तक गिर जाता है।
30 डिग्री पर स्नान कार्बोनेट संतृप्ति सीमा से नीचे हो सकता है। हीटर की सतह पर पतली सीमा परत, 80-95 डिग्री तक गर्म होने पर, स्थानीय संतृप्ति सीमा से अधिक हो जाती है। कार्बोनेट सीधे ट्यूब की सतह पर अवक्षेपित होता है। वर्षा तब तक निरंतर होती रहती है जब तक स्नान में घुला हुआ कार्बोनेट होता है और हीटर दीवार के ऊंचे तापमान को बनाए रखता है।
पीटीएफई की निचली दीवार का तापमान (55{5}}70 डिग्री) सीमा परत को बल्क बाथ तापमान के करीब रखता है। 60 डिग्री पर घुलनशीलता लगभग 47 ग्राम/100 एमएल है - थोक मूल्य के करीब और संतृप्ति से अधिक होने की संभावना कम है। वर्षा की प्रेरक शक्ति 50-70% कम हो जाती है।
| कार्बोनेट पैरामीटर | स्टेनलेस स्टील हीटर | टाइटेनियम हीटर | पीटीएफई हीट एक्सचेंजर |
|---|---|---|---|
| 3 बार्ग भाप पर दीवार का तापमान (डिग्री) | 80-95 | 85-100 | 55-70 |
| दीवार के तापमान पर Na₂CO₃ घुलनशीलता (g/100mL) | 44-45 | 42-44 | 47-48 |
| सापेक्ष वर्षा प्रेरक शक्ति | 1.0 (बेसलाइन) | 1.1-1.3 | 0.3-0.5 |
| कार्बोनेट स्केल गठन दर | उच्च | उच्च | कम |
| डीस्केलिंग आवृत्ति | 6-12 सप्ताह | 4-10 सप्ताह | 12-24 महीने |
पीटीएफई सरफेस सिनर्जी
पीटीएफई की कम सतह ऊर्जा (18-20 एमएन/एम) कार्बोनेट स्केलिंग के खिलाफ द्वितीयक सुरक्षा प्रदान करती है। यहां तक कि जब वर्षा होती है, तब भी क्रिस्टल हाइड्रोफोबिक पीटीएफई सतह पर कमजोर रूप से चिपकते हैं। सामान्य स्नान परिसंचरण या हलचल से क्रिस्टल उखड़ जाते हैं। वे धातु की सतहों पर बनने वाली कठोर, यांत्रिक रूप से आपस में जुड़ी हुई स्केल परत में नहीं बनते हैं।
कम वर्षा ड्राइविंग बल (निचले दीवार तापमान से) और कम आसंजन (कम सतह ऊर्जा से) का संयोजन पीटीएफई को साइनाइड कॉपर सेवा में कार्बोनेट स्केलिंग के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बनाता है। डीस्केलिंग अंतराल हफ्तों से लेकर महीनों या वर्षों तक फैला हुआ है।
स्नान रसायन प्रबंधन लाभ
स्नान में कार्बोनेट संचय को कार्बोनेट को क्रिस्टलीकृत करने के लिए स्नान के एक हिस्से को आवधिक रूप से फ़्रीज़ करके {{0}बाहर{{1}करकर ठंडा किया जाता है, जिसे बाद में फ़िल्टर किया जाता है {{2}या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ रासायनिक अवक्षेपण द्वारा। ये प्रक्रियाएं बल्क बाथ पर की जाती हैं और हीट एक्सचेंजर सामग्री की पसंद से प्रभावित नहीं होती हैं।
पीटीएफई का लाभ यह है कि कार्बोनेट बल्क बाथ में रहता है, जहां इसे हीटर की सतह पर जमा होने के बजाय इन प्रक्रियाओं द्वारा प्रबंधित किया जा सकता है, जहां यह गर्मी हस्तांतरण हानि का कारण बनता है और अलग, अधिक आक्रामक डीस्केलिंग की आवश्यकता होती है। स्नान का रख-रखाव अधिक पूर्वानुमानित और कम बार-बार होने लगता है।
सारांश
उच्च दीवार तापमान (80{5}}100 डिग्री) पर कार्बोनेट घुलनशीलता कम होने के कारण साइनाइड कॉपर बाथ धातु हीटर सतहों पर कार्बोनेट कीचड़ बनाते हैं। पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स, अपनी निचली दीवार के तापमान (55-70 डिग्री) के साथ, वर्षा प्रेरक शक्ति को 50-70% तक कम कर देते हैं। कम ऊर्जा वाली PTFE सतह क्रिस्टल आसंजन को और भी बाधित करती है। कार्बोनेट बल्क बाथ में रहता है, जहां इसे हीटर पर इंसुलेटिंग स्केल बनाने के बजाय नियमित प्रक्रियाओं द्वारा प्रबंधित किया जाता है।
साइनाइड और क्षारीय चढ़ाना स्नान में पीटीएफई हीट एक्सचेंजर विनिर्देश के लिए इंजीनियरिंग समर्थन स्नान रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग तापमान, वर्तमान डीस्केलिंग आवृत्ति और कार्बोनेट प्रबंधन प्रक्रियाओं को प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
