फ़्लू गैस हीट रिकवरी में ओस बिंदु संक्षारण: प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स के लिए सामग्री का चयन

फ़्लू गैस हीट रिकवरी ईंधन के उपयोग और निकास तापमान को कम करके औद्योगिक ऊर्जा दक्षता में सुधार करती है, लेकिन कम तापमान के संचालन से जोखिम बढ़ जाता है ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण , विशेष रूप से सल्फर, क्लोराइड, नमी, धूल, बायोमास निकास, अपशिष्ट गैस, या रासायनिक प्रक्रिया उत्सर्जन वाली गैसों में। प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स, या वेल्डेड गैस प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के लिए, इस जोखिम का जल्द आकलन किया जाना चाहिए क्योंकि कॉम्पैक्ट वेल्डेड प्लेट चैनल स्थानीय ठंडी सतह बना सकते हैं। यदि धातु की दीवार का तापमान एसिड ओस बिंदु से नीचे चला जाता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, या अन्य अम्लीय संघनन बन सकते हैं और तेजी से क्षरण का कारण बन सकते हैं।

कुंजी ले जाएं

●  अम्ल संघनन अम्ल ओस बिंदु के नीचे प्रारंभ होता है।

●  न्यूनतम दीवार तापमान औसत गैस तापमान से अधिक मायने रखता है।

●  SO₃, HCl, HF, नमी, ऑक्सीजन, धूल और जमाव से संक्षारण का खतरा बढ़ जाता है।

●  कोल्ड-एंड प्लेट्स, वेल्ड और कम प्रवाह वाले क्षेत्र प्रमुख जोखिम क्षेत्र हैं।

●  सामग्री का चयन गैस रसायन विज्ञान और घनीभूत गंभीरता से मेल खाना चाहिए।

●  316L, डुप्लेक्स स्टील, उच्च-मिश्र धातु स्टील, और निकल मिश्र धातु विभिन्न जोखिमों के अनुरूप हैं।

●  दीवार-तापमान नियंत्रण संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री जितना ही महत्वपूर्ण है।

●  प्लेट रिक्ति, प्रवाह वितरण, जल निकासी, और सफाई पहुंच सेवा जीवन को प्रभावित करती है।

●  आमतौर पर संक्षारक फ़्लू गैस पुनर्प्राप्ति के लिए अनुकूलित डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।

 

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण क्या है?

फ़्लू गैस में एसिड ओस बिंदु कैसे बनता है

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण तब होता है जब ग्रिप गैस में अम्लीय वाष्प धातु की सतहों पर संघनित होता है और एक संक्षारक तरल फिल्म बनाता है। सल्फर युक्त दहन प्रणालियों में, सल्फर मुख्य रूप से SO₂ में परिवर्तित हो जाता है, और इसका कुछ भाग SO₃ में ऑक्सीकरण हो सकता है। जब SO₃ जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड वाष्प बनता है और सामान्य जल ओस बिंदु से बहुत अधिक तापमान पर संघनित हो सकता है।

क्लोराइड युक्त निकास में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड वाष्प या घनीभूत के रूप में भी मौजूद हो सकता है। जब एचसीएल, एचएफ, एसओ₃, और जल वाष्प सह-अस्तित्व में होते हैं, तो कंडेनसेट कार्बन स्टील और यहां तक ​​कि कुछ स्टेनलेस स्टील के लिए अत्यधिक अम्लीय और संक्षारक बन सकता है। इसलिए, एसिड ओस बिंदु का मूल्यांकन न केवल जल वाष्प सामग्री के आधार पर, बल्कि वास्तविक ग्रिप गैस संरचना के आधार पर किया जाना चाहिए।

औसत गैस तापमान पर्याप्त क्यों नहीं है?

जब औसत ग्रिप गैस आउटलेट तापमान एसिड ओस बिंदु से ऊपर होता है, तो हीट रिकवरी सिस्टम सुरक्षित दिखाई दे सकता है, लेकिन जंग को वास्तविक धातु की सतह के तापमान से नियंत्रित किया जाता है। कॉम्पैक्ट वेल्डेड प्लेट एक्सचेंजर्स में, प्लेट की दीवार का तापमान बल्क गैस तापमान से कम हो सकता है, विशेष रूप से ठंडे छोर के पास या ठंडे पक्ष की गैस द्वारा दृढ़ता से ठंडा किए गए क्षेत्रों के पास।

कमजोर क्षेत्रों में कोल्ड-एंड प्लेट्स, इनलेट कोने, प्रवाह कुवितरण क्षेत्र, कम-वेग मार्ग और ठंडी हवा चैनलों के करीब की सतहें शामिल हैं। कम-लोड संचालन, सर्दियों की स्थिति, अत्यधिक ठंड की ओर प्रवाह, स्टार्ट-अप और शटडाउन दीवार के तापमान को और कम कर सकते हैं। इसलिए, मूल्यांकन को सामान्य और क्षणिक दोनों स्थितियों के तहत न्यूनतम प्लेट दीवार तापमान पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।

सामान्य क्षति पैटर्न

के विशिष्ट लक्षण ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण में गड्ढा, दीवार का पतला होना, प्लेट वेध, अम्लीय जमाव, रिसाव, और संक्षारण उत्पादों या फाउलिंग से बढ़ा हुआ दबाव ड्रॉप शामिल है। पतली गर्मी हस्तांतरण प्लेटों के लिए स्थानीयकृत गड्ढा विशेष रूप से खतरनाक है क्योंकि यह समान संक्षारण की तुलना में दीवार में तेजी से प्रवेश कर सकता है।

प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स में, वेल्ड सीम, प्लेट किनारों, कोल्ड-एंड ज़ोन, ड्रेनेज पॉइंट और डिपॉजिट-कवर क्षेत्रों को विशेष निरीक्षण की आवश्यकता होती है। अम्लीय संघनन दरारों में या जमाव के नीचे फंस सकता है, जिससे लंबे समय तक अम्ल-धातु संपर्क और गंभीर कम जमाव या दरार क्षरण हो सकता है।

प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता क्यों है?

कॉम्पैक्ट वेल्डेड प्लेट संरचना

एक प्लेटुलर हीट एक्सचेंजर गैस चैनल बनाने के लिए वेल्डेड धातु प्लेटों का उपयोग करता है, जो पतली प्लेट की दीवारों के माध्यम से कुशल गैस-टू-गैस गर्मी हस्तांतरण को सक्षम करता है। यह कॉम्पैक्ट संरचना गर्मी वसूली दक्षता में सुधार करती है और उपकरण के आकार को कम करती है, जिससे यह औद्योगिक अपशिष्ट गर्मी वसूली के लिए उपयुक्त हो जाती है। हालाँकि, मजबूत शीत-पक्ष शीतलन स्थानीय दीवार के तापमान को एसिड ओस बिंदु से नीचे कम कर सकता है, इसलिए दक्षता को संक्षारण संरक्षण के साथ संतुलित किया जाना चाहिए।

वेल्डेड निर्माण और संक्षारण संवेदनशीलता

प्रांटल गैस प्लेट हीट एक्सचेंजर्स गैस धाराओं के बीच दीर्घकालिक सीलिंग सुनिश्चित करने के लिए ऑल-वेल्डेड निर्माण और दबाव परीक्षण का उपयोग करते हैं। एसिड ओस बिंदु स्थितियों में, वेल्ड गुणवत्ता और सामग्री अनुकूलता महत्वपूर्ण है क्योंकि वेल्ड टोज़, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र, कोने और प्लेट किनारे पहले खराब हो सकते हैं। डिज़ाइन को आधार सामग्री, वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों, वेल्डिंग प्रक्रियाओं, सतह की स्थिति, निरीक्षण विधियों, तापमान वितरण और घनीभूत जल निकासी पर विचार करना चाहिए।

थर्मल विस्तार और संरचनात्मक विश्वसनीयता

उच्च तापमान वाले गैस ताप पुनर्प्राप्ति उपकरण को थर्मल विस्तार, थर्मल तनाव और बार-बार लोड परिवर्तन का सामना करना होगा। प्रांटल का गैस प्लेट हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन विरूपण, वेल्ड थकान और रिसाव के जोखिम को कम करने के लिए उच्च तापमान सेवा के तहत संरचनात्मक विश्वसनीयता पर विचार करता है। ओस बिंदु संक्षारण अनुप्रयोगों में, संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री, संरचनात्मक लचीलापन, उचित समर्थन और नियंत्रित संचालन की आवश्यकता होती है क्योंकि संक्षारण और तनाव एक साथ क्षति को तेज कर सकते हैं।

फाउलिंग और कम जमा संक्षारण

धूल, राख, कालिख, उत्प्रेरक पाउडर, नमक और चिपचिपे कण गर्मी हस्तांतरण सतहों पर जमा हो सकते हैं और अम्लीय संघनन को अवशोषित कर सकते हैं। ये जमा धातु को गीला रख सकते हैं और गैस का तापमान ओस बिंदु से ऊपर बढ़ने के बाद भी संक्षारक सूक्ष्म वातावरण बना सकते हैं। इसलिए, प्लेट रिक्ति, गैस वेग, दबाव ड्रॉप, सफाई पहुंच और दूषण विशेषताओं को धूल लोडिंग, कण गुणों, संक्षारण जोखिम और रखरखाव की स्थिति के अनुसार अनुकूलित किया जाना चाहिए।

 

प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स में जोखिम क्षेत्र

 

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

ग्रिप गैस संरचना

ग्रिप गैस ओस बिंदु क्षरण की गंभीरता SO₂, SO₃, HCl, HF, जल वाष्प, ऑक्सीजन, NOₓ, धूल, क्षार लवण और अन्य प्रक्रिया घटकों पर निर्भर करती है। SO₃ मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड ओस बिंदु को प्रभावित करता है, जबकि HCl और क्लोराइड लवण विशेष रूप से स्टेनलेस स्टील्स पर गड्ढों और दरारों के क्षरण के जोखिम को बढ़ाते हैं। इसलिए, सामग्री का चयन मापा या विश्वसनीय रूप से अनुमानित गैस संरचना पर आधारित होना चाहिए।

धातु की सतह का तापमान

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण तब शुरू होता है जब धातु की सतह का तापमान एसिड ओस बिंदु से नीचे गिर जाता है और अम्लीय संघनन बनता है। एक सुरक्षित डिज़ाइन को केवल गैस इनलेट और आउटलेट तापमान की जांच करने के बजाय, न्यूनतम दीवार तापमान का मूल्यांकन करना चाहिए, विशेष रूप से प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स की कोल्ड-एंड प्लेटों पर। कम भार, उच्च शीत-पक्ष प्रवाह, शीतकालीन संचालन, स्टार्ट-अप और शटडाउन के लिए तापमान मार्जिन, बाईपास, चरणबद्ध पुनर्प्राप्ति, प्रवाह नियंत्रण या प्रीहीटिंग की आवश्यकता हो सकती है।

गैस प्रवाह और जमाव

गैस का प्रवाह गर्मी हस्तांतरण, दबाव में गिरावट, दूषण, क्षरण और क्षरण को प्रभावित करता है। कम वेग से धूल जमा हो सकती है और एसिड प्रतिधारण हो सकता है, जबकि अत्यधिक वेग से कटाव और पंखे की शक्ति बढ़ सकती है। ओवरकूल्ड ज़ोन और जमा-प्रवण कम प्रवाह वाले क्षेत्रों से बचने के लिए प्रवाह वितरण, हेडर डिज़ाइन, गाइड प्लेट और इनलेट/आउटलेट कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित किया जाना चाहिए।

सफ़ाई और रखरखाव की शर्तें

रखरखाव की स्थितियाँ सीधे संक्षारण नियंत्रण को प्रभावित करती हैं क्योंकि अम्लीय जमा संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं पर भी समय से पहले विफलता का कारण बन सकता है। लेआउट चरण के दौरान निरीक्षण दरवाजे, सफाई बंदरगाह, जल निकासी बिंदु, कालिख हटाने के तरीके और सुलभ डक्ट व्यवस्था पर विचार किया जाना चाहिए। यदि शटडाउन का समय कम है या पहुंच सीमित है, तो डिज़ाइन को गंदगी की रोकथाम, आसान सफाई और अधिक रूढ़िवादी सामग्री चयन पर जोर देना चाहिए।

सामग्री तुलना तालिका

 

संक्षारण जोखिम को कम करने के लिए रणनीतियाँ डिज़ाइन करें

गंभीर सतहों को एसिड ओस बिंदु से ऊपर रखें

संक्षारण को कम करने का सबसे प्रभावी तरीका महत्वपूर्ण धातु सतहों को एसिड ओस बिंदु से ऊपर रखना है। थर्मल डिजाइन के दौरान एसिड ओस बिंदु और न्यूनतम प्लेट दीवार तापमान का एक साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए, क्योंकि निरंतर अम्लीय घनीभूत अभी भी उच्च ग्रेड मिश्र धातुओं को नुकसान पहुंचा सकता है। यदि आउटलेट तापमान बहुत कम है, तो बाईपास नियंत्रण, चरणबद्ध पुनर्प्राप्ति, समायोजित कोल्ड-साइड प्रवाह, रीसर्क्युलेशन, या न्यूनतम तापमान नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है।

प्लेट रिक्ति और गैस वेग को अनुकूलित करें

प्लेट रिक्ति गर्मी हस्तांतरण, दबाव ड्रॉप, गंदगी और सफाई को प्रभावित करती है। संकीर्ण चैनल गर्मी हस्तांतरण और सघनता में सुधार करते हैं लेकिन रुकावट का खतरा बढ़ा सकते हैं, जबकि व्यापक चैनल गंदगी सहनशीलता में सुधार करते हैं लेकिन अधिक गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र की आवश्यकता होती है। प्रैंडटल गैस प्लेट हीट एक्सचेंजर्स को हीट रिकवरी दक्षता, फाउलिंग नियंत्रण, दबाव ड्रॉप और संक्षारण संरक्षण को संतुलित करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

प्रवाह वितरण में सुधार करें

अच्छा प्रवाह वितरण एक समान तापमान बनाए रखने और संक्षारण जोखिम को कम करने में मदद करता है। असमान गैस वितरण अत्यधिक ठंडे चैनल या कम वेग वाले दूषण क्षेत्र बना सकता है जहां घनीभूत और जमाव जमा हो जाते हैं। यू-टाइप, डब्ल्यू-टाइप, एस-टाइप, आई-टाइप, एल-टाइप या अनुकूलित संरचनाओं जैसी प्रवाह व्यवस्था को डक्ट लेआउट और प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार चुना जा सकता है।

सफाई, जल निकासी और निरीक्षण पहुंच प्रदान करें

अम्लीय घनीभूत और जमा लंबे समय तक एक्सचेंजर के अंदर नहीं रहना चाहिए। लेआउट चरण के दौरान जल निकासी बिंदु, निरीक्षण उद्घाटन, हटाने योग्य डक्ट अनुभाग और उपयुक्त सफाई विधियों पर विचार किया जाना चाहिए। धूल भरी या संक्षारक गैस के लिए, एक्सचेंजर संरचना और सामग्री को नियोजित सफाई विधि से मेल खाना चाहिए, जैसे मैन्युअल सफाई, कालिख उड़ाना, वायु स्पंदन, या पानी से धोना।

स्टार्ट-अप और शटडाउन स्थितियों को नियंत्रित करें

स्टार्ट-अप और शटडाउन अक्सर सबसे संक्षारक अवधि होती हैं क्योंकि ठंडी धातु या ठंडी सतहें एसिड संघनन को बढ़ावा दे सकती हैं। परिचालन प्रक्रियाओं में नियंत्रित हीटिंग, ड्राई-आउट ऑपरेशन, कंडेनसेट जल निकासी, और लंबे समय तक गीले ठहराव से बचना शामिल होना चाहिए। कुछ प्रणालियों में, संक्षारक ग्रिप गैस को तब तक बाईपास किया जाना चाहिए जब तक कि एक्सचेंजर सुरक्षित तापमान तक न पहुंच जाए।

 

निष्कर्ष

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण एक बड़ा जोखिम है। कम तापमान वाली ग्रिप गैस ताप पुनर्प्राप्ति में अम्लीय कंडेनसेट गर्मी हस्तांतरण प्लेटों, वेल्ड, नलिकाओं, जल निकासी क्षेत्रों और ठंडे अंत सतहों पर हमला कर सकता है, खासकर जब एसओ₃, एचसीएल, एचएफ, नमी, धूल और जमा मौजूद होते हैं।

प्लैटुलर हीट एक्सचेंजर्स के लिए, विश्वसनीय सामग्री चयन के लिए एसिड ओस बिंदु मूल्यांकन, न्यूनतम दीवार-तापमान नियंत्रण, प्रवाह वितरण अनुकूलन, फाउलिंग प्रबंधन, दबाव ड्रॉप समीक्षा, सफाई पहुंच, जल निकासी डिजाइन और संचालन प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

कार्बन स्टील, 304, 316एल, डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील, उच्च-मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील, निकल-आधारित मिश्र धातु, और सुरक्षात्मक कोटिंग्स में प्रत्येक की अनुप्रयोग सीमाएँ होती हैं। सही विकल्प वास्तविक ग्रिप गैस संरचना, घनीभूत गंभीरता, ऑपरेटिंग तापमान, रखरखाव की स्थिति और जीवनचक्र लागत पर निर्भर करता है। नानजिंग प्रांटल हीट एक्सचेंज इक्विपमेंट कं, लिमिटेड सुरक्षित, कुशल और दीर्घकालिक संचालन के लिए वास्तविक प्रक्रिया डेटा के आधार पर अनुकूलित गैस प्लेट हीट एक्सचेंजर समाधान प्रदान कर सकता है।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

ग्रिप गैस ओस बिंदु क्षरण का क्या कारण है?

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण धातु की सतहों पर संघनित होने वाले अम्लीय वाष्प के कारण होता है जब सतह का तापमान एसिड ओस बिंदु से नीचे चला जाता है। सामान्य संघनन में SO₃ और जल वाष्प से सल्फ्यूरिक एसिड और क्लोराइड युक्त गैस से हाइड्रोक्लोरिक एसिड शामिल हैं।

ग्रिप गैस ओस बिंदु संक्षारण के लिए कौन सी सामग्री सर्वोत्तम है?

कोई सार्वभौमिक सर्वोत्तम सामग्री नहीं है. 316L मध्यम सेवा के लिए उपयुक्त हो सकता है, डुप्लेक्स या उच्च-मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील मजबूत क्लोराइड या मिश्रित एसिड एक्सपोज़र के लिए उपयुक्त हो सकता है, और गंभीर घनीभूत स्थितियों के लिए निकल-आधारित मिश्र धातु की आवश्यकता हो सकती है।

क्या स्टेनलेस स्टील ओस बिंदु क्षरण को पूरी तरह से रोक सकता है?

नहीं, स्टेनलेस स्टील जंग के जोखिम को कम कर सकता है, लेकिन क्लोराइड, कम-पीएच कंडेनसेट, सल्फ्यूरिक एसिड, दरारें, जमा और कम दीवार तापमान अभी भी गड्ढे या दरार जंग का कारण बन सकते हैं।