जब एक टाइटेनियम ट्यूब हीटर को आवर्ती स्टीमिंग पुनर्जनन (पीएच 4.0 कंडेनसेट) के साथ जिओलाइट आधारित कैटेलिटिक रिएक्टर में रेट्रोफिट किया जाता है, तो दीवार की मोटाई जिओलाइट जमा के तहत दरार संक्षारण दर को कैसे प्रभावित करती है?

जिओलाइट रिएक्टरों के लिए टाइटेनियम हीटर डिजाइन में बुनियादी व्यापार छूट
पेट्रोकेमिकल और रिफाइनिंग कार्यों में जिओलाइट्स पर आधारित उत्प्रेरक रिएक्टरों को कोक जमा को हटाने के लिए बार-बार स्टीमिंग पुनर्जनन के अधीन किया जाता है। 150-200 डिग्री पर भाप ठंडी सतहों, जैसे टाइटेनियम ट्यूब हीटर, पर संघनित होती है। घुले हुए CO2 और सूक्ष्म कार्बनिक अम्लों के कारण संघनन pH 4.0 पर है। जिओलाइट कण (1-5 µm) हीटर की सतह पर जमा हो जाते हैं और एक छिद्रपूर्ण परत बनाते हैं। यह जिओलाइट जमा नीचे एक दरार वाला वातावरण बनाता है जहां घनीभूत स्थिर होता है, क्लोराइड (फ़ीड संदूषकों से) केंद्रित होते हैं और जिओलाइट से एल्यूमीनियम के हाइड्रोलिसिस के कारण पीएच और कम हो जाता है। यह अंडरडिपॉजिट दरार जंग टाइटेनियम जैकेट को छेद सकती है। एक बार दरार पर हमला शुरू होने के बाद छिद्रण का समय दीवार की मोटाई पर निर्भर करता है, लेकिन नियंत्रण चर जमा मोटाई है। जांच जिओलाइट जमा के तहत दरार संक्षारण दरों पर दीवार की मोटाई के प्रभाव का मूल्यांकन करती है और रेट्रोफिटेड हीटरों के लिए विनिर्देश जानकारी देती है।

यांत्रिक अखंडता पर प्रभाव: जिओलाइट जमा के तहत दरार संक्षारण
जिओलाइट जमा (1-3 मिमी मोटी) एक आदर्श दरार ज्यामिति है। जिओलाइट परत छिद्रपूर्ण होती है और घनीभूत होने की अनुमति देती है लेकिन ऑक्सीजन के मार्ग को सीमित कर देती है। जिओलाइट ढाँचे से एल्युमीनियम पीएच 4.0 पर अल 3+ आयनों के रूप में जमा हो जाता है। अल 3+ के हाइड्रोलिसिस से एच + प्राप्त होता है, जिससे स्थानीय पीएच 2.5-3.0 हो जाता है। फ़ीड में क्लोराइड (10 पीपीएम से नीचे) स्थिर संघनन में 500{17}}1000 पीपीएम तक केंद्रित होता है। यह वातावरण-पीएच 2.5-3.0, 500-1,000 पीपीएम सीएल-, 150-200 डिग्री सेल्सियस-टाइटेनियम के लिए काफी संक्षारक है। जिओलाइट जमा की उपस्थिति में दरार संक्षारण दर 0.2-0.8 मिमी/वर्ष है, जो जमा की मोटाई और तापमान पर निर्भर करती है।

इस हमले के लिए टाइटेनियम का प्रतिरोध दीवार की मोटाई पर निर्भर करता है . 1.0 मिमी दीवार 2 वर्षों में 0.5 मिमी/वर्ष संक्षारण दर पर छिद्रित होती है। 1.5 मिमी की दीवार, 3 वर्ष। 2.0 मिमी की दीवार मोटाई के लिए, 4 वर्ष। रिश्ता मोटे तौर पर रैखिक है. लेकिन मोटी दीवारें अधिक गर्म होती हैं (1.0 मिमी बनाम 2.0 मिमी के अंतर के लिए 2-4 C अधिक गर्म), जो संक्षारण दर को 20-30% तक बढ़ा सकती है, जिससे बढ़ी हुई सामग्री आंशिक रूप से समाप्त हो जाती है।

थर्मल प्रदर्शन पर प्रभाव: जमा तापमान और त्वरित संक्षारण
टाइटेनियम की सतह जिओलाइट जमाव से ही अछूती रहती है। K ≈ 0.5 W/m K की तापीय चालकता के साथ जिओलाइट की 1 मिमी परत ΔT=q × tdeposit/kdeposit का योगदान करती है। 2.0 W/cm² के सामान्य ताप प्रवाह के लिए 1 मिमी जमाव 40 डिग्री का ΔT देता है। जमाव के नीचे टाइटेनियम की सतह का तापमान 190-210 डिग्री और थोक भाप का तापमान 150 डिग्री है। उच्च तापमान दरार संक्षारण की गतिशीलता को बढ़ाता है। तापमान वृद्धि टाइटेनियम दीवार की मोटाई से स्वतंत्र है, लेकिन एक मोटी टाइटेनियम दीवार अतिरिक्त 2 से 4 डिग्री सेल्सियस जोड़ती है, जिससे सतह का तापमान एक ऐसे दायरे में आ जाता है जहां संक्षारण दर हर 10 डिग्री सेल्सियस पर दोगुनी हो जाती है।

सिंथेसिस से ट्रेड करें -: दीवार की मोटाई बनाम दरार संक्षारण जीवन
दीवार की मोटाई (मिमी) सतह का तापमान। जमा के तहत (ओसी) दरार संक्षारण दर (मिमी/वर्ष) छिद्रण का समय (वर्ष) 5 साल के जीवन के लिए अनुशंसित?
1.0 मिमी 190 डिग्री 0.4 मिमी/वर्ष 2.5 वर्ष संख्या 1.2 मिमी 191 डिग्री 0.42 मिमी/वर्ष 2.9 वर्ष संख्या 1.5 मिमी 192.5 डिग्री 0.46 मिमी/वर्ष 3.3 वर्ष नहीं
1.8 मिमी 194 डिग्री 0.50 मिमी/वर्ष 3.6 वर्ष नहीं
2.0 मिमी 195 डिग्री 0.54 मिमी/वर्ष 3.7 वर्ष हाँ
2.5 मिमी 197 डिग्री 0.65 मिमी/वर्ष 3.8 वर्ष संख्या
यहां तक ​​कि 2.5 मिमी की दीवार की मोटाई भी 5 साल तक नहीं टिकती है, क्योंकि सतह का बढ़ा हुआ तापमान संक्षारण दर को बढ़ाता है और अतिरिक्त सामग्री का उपयोग करता है। किसी भी उचित दीवार मोटाई के साथ अधिकतम जीवन 3.5 से 4.0 वर्ष है।

जिओलाइट जमा रोकथाम और निष्कासन इंजीनियरिंग: दीवार से परे
जमा से बचाव या निष्कासन महत्वपूर्ण है क्योंकि अकेले दीवार की मोटाई जिओलाइट जमा के साथ 5 साल के जीवन की गारंटी नहीं दे सकती है। हीटर की सतह से जिओलाइट कणों को उड़ाने वाला स्टीम पर्ज जमाव को रोकता है। एक छोटा नोजल 5 मीटर/सेकेंड पर हीटर पर 150 डिग्री भाप का छिड़काव करता है जिससे जमा मोटाई कम हो जाती है<0.1 mm and eliminates crevice corrosion totally. Standard 1.2mm wall with steam purge gives 10+ years. Alternatively, a weekly water wash (low pressure spray) can be scheduled to remove zeolite deposits before they reach a thickness of 0.2 mm, resetting the crevice corrosion timer. 1.2 mm wall gives 5+ years of service with regular washing. A third option is to coat the titanium sheath with a PTFE coating (50 µm). The coating inhibits zeolite from adhering and restricts the way for crevice corrosion.

निष्कर्ष: जमा प्रबंधन आवश्यक - दीवार की मोटाई पर्याप्त नहीं
जब एक टाइटेनियम ट्यूब हीटर को आवर्ती स्टीमिंग पुनर्जनन (पीएच 4.0 कंडेनसेट) के साथ जिओलाइट आधारित उत्प्रेरक रिएक्टर में रेट्रोफिट किया जाता है, तो जिओलाइट जमा के तहत दरार संक्षारण दर पर दीवार की मोटाई नगण्य प्रभाव डालती है। यहां तक ​​कि 2.5 मिमी की दीवार मोटाई के साथ भी सेवा जीवन केवल 3.5-4.0 वर्ष है, क्योंकि इन्सुलेट जिओलाइट परत सतह के तापमान को 190-200 डिग्री तक बढ़ा देती है, जो जंग को तेज करती है और अतिरिक्त सामग्री का उपयोग करती है। प्रस्तावित उपाय मोटी दीवार नहीं है बल्कि जमाव (भाप शुद्धिकरण) या समय-समय पर निष्कासन (मासिक पानी से धोना) की रोकथाम है। जमा नियंत्रण से 5+ वर्षों की सेवा के साथ एक विशिष्ट 1.2 मिमी ग्रेड 2 टाइटेनियम दीवार प्राप्त होती है। निर्माता को जिओलाइट जमा की अपेक्षित मोटाई बताएं और इसे कितनी बार साफ किया जाएगा। जिओलाइट रिएक्टर रेट्रोफिट्स की संतोषजनक सेवा जीवन के लिए प्रमुख आवश्यकता जमा नियंत्रण है, जबकि दीवार की मोटाई गौण है।