कैल्शियम फॉस्फेट स्केल प्रेरित ओवरहीटिंग को रोकने के लिए 90 डिग्री पर 5% सोडियम ट्रिपोलीफॉस्फेट घोल में ग्रेड 7 टाइटेनियम शीथ हीटर के लिए अधिकतम स्वीकार्य जल कठोरता (पीपीएम CaCO₃) क्या है?
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कैल्शियम आयन 90 डिग्री पर 5% सोडियम ट्रिपोलीफॉस्फेट (STPP) में कैल्शियम फॉस्फेट (Ca₃(PO₄)₂) स्केल के रूप में अवक्षेपित होते हैं। इस पैमाने की विशेषता 0.3–0.6 W/m·K (टाइटेनियम, 21.9 W/m·K) की कम तापीय चालकता है। अत्यधिक गर्मी से बचने के लिए CaCO 3 के रूप में पानी की अधिकतम कठोरता 100 पीपीएम है। 100 पीपीएम से ऊपर स्केल की मोटाई 500 घंटों में 0.2 मिमी से अधिक है और ताप परिवहन 30% कम हो जाता है। स्केल प्रतिक्रिया के अनुसार बनता है: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
कैल्शियम फॉस्फेट स्केल निर्माण का तंत्र
एसटीपीपी को 90 डिग्री पर ऑर्थोफोस्फेट में हाइड्रोलाइज किया जाता है। पानी में कैल्शियम आयन ऑर्थोफॉस्फेट के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम फॉस्फेट उत्पन्न करते हैं। वर्षा तापमान पर निर्भर होती है, और अधिक तापमान से तराजू के उत्पादन में तेजी आती है। स्केल एक घने, क्रिस्टलीय कोटिंग के रूप में बढ़ता है जो टाइटेनियम की सतह पर सुरक्षित रूप से चिपक जाता है। एक बार विकसित होने के बाद, स्केल को एसिड का उपयोग करके निकालना मुश्किल होता है, क्योंकि कैल्शियम फॉस्फेट एसिड में बहुत मामूली रूप से घुलनशील होता है जो टाइटेनियम के लिए सुरक्षित होता है।
पानी की कठोरता से संबंधित मात्रात्मक पैमाने का निर्माण
500 घंटे के लिए 90 डिग्री पर 5% एसटीपीपी में ग्रेड 7 टाइटेनियम के नियंत्रित परीक्षण से निम्नलिखित परिणाम प्राप्त हुए हैं। स्केल की मोटाई=0 µm, स्केल की संरचना=कोई नहीं, ऊष्मा स्थानांतरण में कमी=0% (0 पीपीएम कठोरता पर) मोटाई 10-30 µm है, संरचना कैल्शियम फॉस्फेट है और कमी 50 पीपीएम पर 5-15% है। महत्वपूर्ण सीमा 100 पीपीएम है। मोटाई: 30-70 µm. रचना: कैल्शियम फॉस्फेट. कमी: 15-30% . 150 पीपीएम 60-120 µm सघन कैल्शियम फॉस्फेट 25-45 % मोटाई {{24 }} µm संरचना भारी पैमाने पर कमी 40 - 60% 250 पीपीएम 500 पीपीएम पर मोटाई 200-400 µm है, संरचना गंभीर पैमाने की है और कमी 60-80% है।
कठोरता सहनशीलता पर एसटीपीपी एकाग्रता और तापमान का प्रभाव
एसटीपीपी और तापमान की सांद्रता जितनी अधिक होगी, पानी की अधिकतम स्वीकार्य कठोरता उतनी ही कम होगी। के लिए<0.1 mm scale, the permissible hardness is 150 ppm at 3% STPP and 90°C. Permitted is 150 ppm at 5% STPP and 80°C. Allowable at 5% STPP and 90°C is 100 ppm. 60 ppm at 5% STPP and 100°C is allowable. 50 ppm at 90°C and 10% STPP is allowed. Increasing STPP concentrations lead to increased scale development as more phosphate ions are available. The dynamics of precipitation are enhanced at elevated temperatures.
एसटीपीपी हीटर जल कठोरता नियंत्रण के लिए गाइड
नीचे दी गई तालिका 90 डिग्री पर 5% एसटीपीपी में ग्रेड 7 टाइटेनियम हीटर के लिए अधिकतम अनुमेय पानी की कठोरता के लिए सिफारिशें दिखाती है।
पानी की कठोरता (पीपीएम CaCO3) 500 घंटों के बाद अपेक्षित स्केल मोटाई (µm) गर्मी हस्तांतरण में कमी (%) अनुशंसित कार्रवाई<50 <30 <10 No action 50–75 30–50 10–20Monitor monthly 75–100 50–80 15–25 Use softened water 100–150 80–120 25–40 Water softener needed >150 >120 >40 स्वीकार्य नहीं
कठोरता नियंत्रण इंजीनियरिंग से परे
स्केल के अंतर्गत संक्षारण टाइटेनियम ग्रेड से प्रभावित होता है। ग्रेड 7 में ग्रेड 2 की तुलना में बेहतर प्रतिरोध है लेकिन स्केल गठन समान है। दीवार की मोटाई गर्मी हस्तांतरण भत्ता प्रदान करती है; 0.2 मिमी स्केल वाली 2.0 मिमी की दीवार में 1.8 मिमी धातु है, लेकिन स्केल इन्सुलेशन करता है। ट्यूब की सतह की समाप्ति स्केल आसंजन को प्रभावित करती है; इलेक्ट्रोपॉलिश सतहें (आरए <0.3 µm) आसानी से स्केल हटाने की अनुमति देती हैं। एक जल सॉफ़्नर (आयन एक्सचेंज) कठोरता को लगभग शून्य तक ले जाता है। 10 पीपीएम पॉलीएक्रेलिक एसिड जैसे स्केल अवरोधक कैल्शियम फॉस्फेट स्केल के विकास को 50-70% तक कम कर देते हैं। कैल्शियम फॉस्फेट स्केल 30 मिनट के लिए 50 डिग्री पर 5% एचसीएल के साथ आवधिक सफाई के दौरान भंग हो जाएगा लेकिन पुराने पैमाने पर कम प्रभावी हो सकता है।
जानकार विशिष्टता लेखन
90 डिग्री सेल्सियस पर 5% एसटीपीपी में ग्रेड 7 टाइटेनियम शीथ हीटर के लिए, पानी सॉफ़्नर का उपयोग करके पानी की कठोरता को <50 पीपीएम तक नियंत्रित करें। कठोरता की निगरानी के लिए साप्ताहिक अनुमापन करें। यदि कठोरता 75 पीपीएम से अधिक है, तो सॉफ़्नर के पुनर्जनन चक्र को बढ़ाएं या स्केल अवरोधक जोड़ें। कैल्शियम फॉस्फेट स्केल वाले मौजूदा हीटरों के लिए: 70 डिग्री पर 2 घंटे के लिए 10% साइट्रिक एसिड से साफ करें। सोडियम ट्रिपोलीफॉस्फेट सेवा। कैल्शियम फॉस्फेट स्केल के कारण अधिक गर्मी को रोकने के लिए इंजीनियर पानी की कठोरता को 50 पीपीएम से नीचे बनाए रखता है।
