উচ্চ তাপমাত্রা রাসায়নিক চুল্লি: উপকরণ, গরম করা এবং নকশার বিবেচনা

একটি উচ্চ তাপমাত্রা রাসায়নিক চুল্লি হল একটি পাত্র যা এমন একটি বিক্রিয়া চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যেখানে তাপ, কেবল চাপ নয়, নকশাকে প্রভাবিত করে। প্রায় 300 থেকে 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, সাধারণ স্টেইনলেস স্টিলের শক্তি হ্রাস পায় এবং ক্রিপ (creep) প্রধান সীমাবদ্ধতা হয়ে দাঁড়ায়, তাই উপাদানের গ্রেড, গরম করার পদ্ধতি এবং তাপীয়-চাপ নিয়ন্ত্রণ নির্ধারণ করে চুল্লিটি টিকে থাকবে কিনা। এই নিবন্ধটি উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লি প্রকৌশলকে সংজ্ঞায়িত করে এমন উপকরণ, গরম করার কৌশল এবং নকশার কারণগুলি নিয়ে আলোচনা করে।

উচ্চ তাপমাত্রা কি হিসাবে গণ্য হয়

কোনও একক সীমা নেই, তবে প্রায় 300 থেকে 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরের বিক্রিয়াগুলির জন্য প্রচলিত নকশার বিশেষ মনোযোগ প্রয়োজন। পেট্রোকেমিক্যাল, সিনগ্যাস এবং উন্নত-উপকরণ প্রক্রিয়াগুলি নিয়মিতভাবে 400 থেকে 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসে চলে এবং চুল্লিটিকে সেই পরিসীমা জুড়ে আকৃতি ধরে রাখতে, সিল করতে এবং অবনতি প্রতিরোধ করতে হবে।

• ক্রিপ সীমা: উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘক্ষণ থাকলে লোডের অধীনে ধীরে ধীরে প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে।
• শক্তির হ্রাস: বেশিরভাগ ইস্পাতের জন্য অনুমোদিত চাপ তাপমাত্রার সাথে দ্রুত হ্রাস পায়।
• অক্সিডেশন: নির্দিষ্ট তাপমাত্রার উপরে স্কেলিং এবং ভঙ্গুরতা ত্বরান্বিত হয়।

উপকরণ নির্বাচন

উচ্চ তাপমাত্রার জন্য ধাতু

600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, কার্বন এবং কম-মিশ্রিত ইস্পাত বাদ দেওয়া হয়; অস্টেনিটিক স্টেইনলেস, নিকেল অ্যালয় এবং বিশেষ গ্রেডগুলি স্থান নেয়, প্রতিটির একটি নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ পরিষেবা তাপমাত্রা রয়েছে।

• 310S / 253MA: কিছু বায়ুমণ্ডলে প্রায় 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত অক্সিডেশন প্রতিরোধের জন্য অস্টেনিটিক গ্রেড।
• ইনকোলয় / হ্যাস্টেলয়: উচ্চ তাপমাত্রায় শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য নিকেল অ্যালয়।
• বিশেষ অ্যালয়: সবচেয়ে গুরুতর অক্সিডাইজিং বা কার্বুরাইজিং পরিবেশের জন্য।

রিফ্র্যাক্টরি এবং লাইনিং

খুব উচ্চ তাপমাত্রা বা ক্ষয়কারী গ্যাসের জন্য, একটি রিফ্র্যাক্টরি বা সিরামিক লাইনিং চাপ সীমাকে রক্ষা করে, একটি শীতল শেলকে চাপ বহন করতে দেয়।

• হট-ফেস লাইনিং: তাপীয় লোড শোষণ করে; শেল নকশার তাপমাত্রার কাছাকাছি থাকে।
• ট্রেড-অফ: ওজন যোগ করে এবং পরিদর্শনকে জটিল করে তোলে, তবে চরম কাজের অনুমতি দেয়।

গরম করার পদ্ধতি

• বাহ্যিক হিটার: শেলের চারপাশে বৈদ্যুতিক বা গ্যাস-চালিত ব্যান্ড বা চুল্লি, সহজ কিন্তু অসম।
• হাফ-পাইপ জ্যাকেট: আরও অভিন্ন গরম করার জন্য বাহ্যিক হাফ-পাইপ কয়েলে গরম তেল বা বাষ্প।
• অভ্যন্তরীণ কয়েল বা নিমজ্জন: উপাদানের সামঞ্জস্যতার সীমাবদ্ধতা সহ সরাসরি ভিতরে তাপ স্থানান্তর।
• গলিত লবণ বা তাপ-স্থানান্তর তরল: মাঝারি উচ্চ তাপমাত্রায় বড়, অভিন্ন কাজের জন্য।

তাপীয় চাপ এবং ক্লান্তি

গরম করা এবং ঠান্ডা করা গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা উপাদানগুলিকে বাঁকিয়ে এবং ফাটল ধরায়। উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লিগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা হয় যাতে জ্যামিতি, নিয়ন্ত্রিত র‌্যাম্প হার এবং রূপান্তরের FEA এর মাধ্যমে গ্রেডিয়েন্টগুলি সীমার মধ্যে থাকে।

• র‌্যাম্প নিয়ন্ত্রণ: গরম এবং ঠান্ডা অঞ্চলের মধ্যে গ্রেডিয়েন্ট সীমিত করে।
• নমনীয় বিবরণ: সম্প্রসারণ জয়েন্ট বা অনুগত সমর্থন বৃদ্ধি শোষণ করে।
• ক্লান্তি পরীক্ষা: চক্রাকার তাপীয় কাজ কোড নিয়মগুলির বিরুদ্ধে মূল্যায়ন করা হয়।

সিলিং এবং ইন্সট্রুমেন্টেশন

• উচ্চ-তাপমাত্রার গ্যাসকেট: তাপমাত্রা এবং তরলের জন্য রেট করা গ্রাফাইট বা সর্পিল- زخمযুক্ত।
• থার্মাল ওয়েল: যন্ত্রের সুরক্ষা যাতে সেন্সরগুলি পরিবেশ থেকে টিকে থাকে।
• সম্প্রসারণ পরিকল্পনা: নজল এবং সংযোগগুলি বৃদ্ধির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

প্রয়োগ

উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লিগুলি স্টিম রিফর্মিং, আংশিক অক্সিডেশন, ক্যালসিনেশন, উন্নত পলিমার এবং কার্বন প্রক্রিয়া এবং অনুঘটক ক্র্যাকিং সহায়কগুলিতে দেখা যায়, যেখানেই বিক্রিয়া কম তাপমাত্রায় হয় না।

উচ্চ তাপমাত্রা চুল্লি গরম করার পদ্ধতি

300 থেকে 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, একটি রাসায়নিক চুল্লি প্রথমে একটি তাপীয় মেশিন এবং দ্বিতীয়ত একটি চাপ পাত্র। উপাদানের গ্রেড সিলিং সেট করে, গরম করার পদ্ধতি অভিন্নতা সেট করে এবং তাপীয়-চাপ নিয়ন্ত্রণ জীবন সেট করে। সর্বোচ্চ তাপমাত্রা এবং গরম করার প্রোফাইল সততার সাথে নির্দিষ্ট করুন, এবং নকশা অনুসরণ করবে; যে কোনও একটিকে অবমূল্যায়ন করুন, এবং চুল্লিটি প্রথমে একটি লিক দিয়ে আপনাকে জানাবে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQ)

রাসায়নিক চুল্লির জন্য কোন তাপমাত্রাকে উচ্চ বলে মনে করা হয়?

প্রায় 300 থেকে 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, যেখানে ক্রিপ এবং শক্তি হ্রাস বিশেষ উপকরণ এবং নকশার জন্য বাধ্য করে। অনেক শিল্প উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লি 400 থেকে 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসে চলে এবং সঠিক সীমাটি উপাদান এবং প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।

উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লির জন্য কোন উপকরণ ব্যবহার করা হয়?

প্রায় 600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, অস্টেনিটিক স্টেইনলেস যেমন 310S, তারপর ইনকোলয় বা হ্যাস্টেলয়ের মতো নিকেল অ্যালয় এবং চরম কাজের জন্য রিফ্র্যাক্টরি বা সিরামিক লাইনিং একটি শীতল শেলকে রক্ষা করে। পছন্দটি পরিষেবা তাপমাত্রা এবং গ্যাস বায়ুমণ্ডল অনুসরণ করে।

উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লিগুলি কীভাবে গরম করা হয়?

বাহ্যিক বৈদ্যুতিক বা গ্যাস-চালিত হিটার, হাফ-পাইপ হট-অয়েল জ্যাকেট, অভ্যন্তরীণ কয়েল বা গলিত-লবণ সিস্টেম দ্বারা, তাপমাত্রা এবং অভিন্নতার প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে। খুব উচ্চ তাপমাত্রায় বাহ্যিক চুল্লি সহ রিফ্র্যাক্টরি-লাইনিং শেল ব্যবহার করা হয়।

উচ্চ তাপমাত্রায় তাপীয় চাপ কেন বেশি গুরুত্বপূর্ণ?

গরম করা এবং ঠান্ডা করা তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা চাপ তৈরি করে এবং চক্রের উপর, ক্লান্তি ফাটল সৃষ্টি করে। উচ্চ তাপমাত্রায় উপকরণগুলিও দুর্বল হয়, তাই একই গ্রেডিয়েন্ট বেশি ক্ষতি করে। র‌্যাম্প নিয়ন্ত্রণ এবং রূপান্তরের FEA এটি পরিচালনা করে।

একটি উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লি কি উচ্চ চাপও হতে পারে?

হ্যাঁ, এবং সেই সংমিশ্রণটি রিফর্মিং এবং উচ্চ-চাপ সংশ্লেষণে সাধারণ। এটি সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ কেস, যার জন্য ক্রিপ-প্রতিরোধী অ্যালয় এবং কোড চাপ নকশা উভয়ই প্রয়োজন, তাপীয় এবং চাপ লোড একসাথে বিশ্লেষণ করা হয়।

একটি উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লি কীভাবে সিল করা হয়?

তাপমাত্রা এবং তরলের জন্য রেট করা গ্যাসকেট, সাধারণত গ্রাফাইট বা সর্পিল- زخمযুক্ত, এবং যন্ত্রের থার্মাল ওয়েল সহ যাতে সেন্সরগুলি টিকে থাকে। নজল এবং সংযোগগুলি জয়েন্টগুলিতে লিক এড়াতে তাপীয় বৃদ্ধির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

উচ্চ তাপমাত্রার চুল্লিতে প্রথমে কী ব্যর্থ হয়?

সাধারণত তাপীয়-বিবরণ দুর্বল পয়েন্টগুলি: নজল রূপান্তর, সিল, বা রিফ্র্যাক্টরি লাইনিং, শেলের আগে। ক্রিপ এবং অক্সিডেশনও সময়ের সাথে সাথে জমা হয়, তাই পরিদর্শন এই উচ্চ-গ্রেডিয়েন্ট এবং উচ্চ-তাপমাত্রার অঞ্চলগুলিতে ফোকাস করে।