बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी सोडियम कार्बोनेट किंवा सोडियम हायड्रॉक्साइड वापरण्याच्या फायद्या-तोट्यांची तुलना

१, बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य समायोजित करण्याचे कारण

आजकाल, चीनमधील बहुतेक बॉयलरमध्ये रिव्हर्स ऑस्मोसिस डिमिनरलाइज्ड वॉटर किंवा सोडियम आयन रेझिन एक्सचेंज सॉफ्टन्ड वॉटर वापरले जाते. रिव्हर्स ऑस्मोसिस डिमिनरलाइज्ड वॉटर किंवा सोडियम आयन रेझिन एक्सचेंज सॉफ्टन्ड वॉटरचे pH मूल्य बहुतेकदा कमी आणि आम्लधर्मी असते. रिव्हर्स ऑस्मोसिस डिमिनरलाइज्ड वॉटरचे pH मूल्य साधारणपणे ५-६ असते, तर सोडियम आयन रेझिन एक्सचेंज सॉफ्टन्ड वॉटरचे pH मूल्य साधारणपणे ५.५-७.५ असते. बॉयलर आणि पाईप्सना होणाऱ्या आम्लधर्मी पाण्याच्या पुरवठ्यामुळे होणारी गंजण्याची समस्या सोडवण्यासाठी, राष्ट्रीय मानक BG/T1576-2008 च्या तरतुदींनुसार, औद्योगिक बॉयलरच्या पाण्याचे pH मूल्य ७-९ च्या दरम्यान आणि डिमिनरलाइज्ड वॉटरचे pH मूल्य ८-९.५ च्या दरम्यान असणे आवश्यक आहे, त्यामुळे बॉयलरला पुरवल्या जाणाऱ्या पाण्याचे pH मूल्य समायोजित करणे आवश्यक आहे.

२, बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी त्यात सोडियम कार्बोनेट मिसळण्याचे मूलभूत तत्त्व

सोडियम कार्बोनेटला सामान्यतः सोडा, सोडा ॲश, वॉशिंग अल्कली म्हणून ओळखले जाते. याचे वर्गीकरण क्षार म्हणून केले जाते, अल्कली म्हणून नाही. याचे रासायनिक सूत्र Na2CO3 आहे आणि सामान्य परिस्थितीत ते पांढऱ्या पावडरच्या किंवा बारीक मिठाच्या स्वरूपात आढळते. बॉयलरच्या फीड वॉटरमधील pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी सोडियम कार्बोनेट टाकण्यामागील मूळ तत्त्व हे आहे की, सोडियम कार्बोनेट पाण्यात विरघळून अल्कधर्मी बनते, ज्यामुळे ते आम्लयुक्त फीड वॉटरमधील कार्बन डायऑक्साइडला निष्प्रभ करू शकते आणि बॉयलर व पाईपलाईनवर आम्लयुक्त मृदू पाण्यामुळे किंवा खारट पाण्यामुळे होणाऱ्या क्षरणाची समस्या सोडवू शकते. सोडियम कार्बोनेट एक दुर्बल इलेक्ट्रोलाइट आहे. पाण्यात विरघळल्यावर ते सोडियम कार्बोनेट आणि सोडियम बायकार्बोनेटचे बफर द्रावण तयार करते. या द्रावणात एक इलेक्ट्रोलाइटिक संतुलन असते. इलेक्ट्रोलाइटिक हायड्रॉक्साईडच्या वापरामुळे, हे संतुलन सतत उजवीकडे सरकत राहते, त्यामुळे अभिक्रियेदरम्यान pH मध्ये फारसा बदल होत नाही.

सोडियम कार्बोनेटची प्राथमिक जलविघटन प्रक्रिया:

Na2CO3 सोडियम कार्बोनेट +H2O पाणी = NaHCO3 सोडियम बायकार्बोनेट +NaOH सोडियम हायड्रॉक्साइड

सोडियम कार्बोनेटची द्वितीयक जलविघटन प्रक्रिया:

NaHCO3 सोडियम बायकार्बोनेट +H2O पाणी =H2CO3 कार्बोनिक आम्ल +NaOH सोडियम हायड्रॉक्साइड

सोडियम कार्बोनेटच्या प्राथमिक जलीय आयनाचे समीकरण:

(CO3) 2-कार्बोनिक आम्ल +H2O पाणी =HCO3- बायकार्बोनेट +OH- हायड्रॉक्साइड

सोडियम कार्बोनेटच्या द्वितीयक जलीय अपघटित आयनाचे समीकरण:

HCO3- बायकार्बोनेट +H2O पाणी =H2CO3 कार्बोनिक आम्ल +OH- हायड्रॉक्साइड

३, बॉयलरच्या पाण्यात सोडियम हायड्रॉक्साईड टाकून pH मूल्य समायोजित करण्याचे मूलभूत तत्त्व

सोडियम हायड्रॉक्साईडला कॉस्टिक सोडा असेही म्हणतात, सामान्यतः पांढऱ्या रंगाच्या पातळ चकत्यांमध्ये आढळते, त्याचे रासायनिक सूत्र NaOH आहे, सोडियम हायड्रॉक्साईड तीव्र अल्कधर्मी आणि अत्यंत संक्षारक आहे.

सोडियम हायड्रॉक्साईडचे आयनीकरण समीकरण: NaOH=Na++OH-

बॉयलरच्या पाण्यात सोडियम हायड्रॉक्साईड मिसळल्याने धातूच्या पृष्ठभागावरील संरक्षक थर स्थिर होतो, बॉयलर फीड वॉटर आणि फर्नेस वॉटरचे pH मूल्य सुधारते, ज्यामुळे बॉयलर आणि पाईपलाईनवर ॲसिड सॉफ्टन्ड वॉटर किंवा डिमिनरलाइज्ड वॉटरमुळे होणाऱ्या क्षरणाची समस्या सुटते आणि धातूच्या उपकरणांचे क्षरणापासून संरक्षण होते.

४. बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी सोडियम कार्बोनेट किंवा सोडियम हायड्रॉक्साइड वापरण्याचे फायदे आणि तोटे यांची तुलना केली आहे.

४.१ बॉयलर फीड वॉटरसाठी सोडियम कार्बोनेट आणि सोडियम हायड्रॉक्साईड वापरून pH मूल्य वाढवण्याचा वेग आणि त्याचा परिणाम टिकवून ठेवण्याचा कालावधी वेगवेगळा असतो.

बॉयलरच्या पाण्यात pH मूल्य वाढवण्यासाठी सोडियम कार्बोनेट टाकण्याची गती सोडियम हायड्रॉक्साईडपेक्षा कमी असते. सोडियम कार्बोनेट बफर द्रावण तयार करत असल्यामुळे, त्यात कमी चढ-उतार होतात आणि ते तुलनेने स्थिर व समायोजित करण्यास सोपे असते. तथापि, pH समायोजनाची श्रेणी मर्यादित असते. समान pH मूल्य समायोजित करताना, सोडियम कार्बोनेटचे प्रमाण सोडियम हायड्रॉक्साईडपेक्षा जास्त असेल. याचा वापर परिणाम दीर्घकाळ टिकतो आणि पाण्याचा pH सहजासहजी कमी होत नाही.

सोडियम हायड्रॉक्साईड एक तीव्र आम्लारी आणि तीव्र विद्युत अपघटनी आहे. pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी सोडियम हायड्रॉक्साईडची बाष्पशीलता जास्त असते. पाण्यात मिसळल्यावर सोडियम हायड्रॉक्साईडमुळे pH सहज वाढतो. हे pH मूल्य अधिक जलद आणि थेटपणे समायोजित करते, परंतु ते जास्त प्रमाणात वापरल्यास परिणाम बिघडण्याची शक्यता असते. सोडियम कार्बोनेटच्या तुलनेत, खूप कमी प्रमाणात मिसळल्यास pH निर्देशांकाची आवश्यकता पूर्ण होते. म्हणजेच, जरी सोडियम हायड्रॉक्साईडमुळे pH मूल्य वाढत असले, तरी मिसळलेल्या सोडियम हायड्रॉक्साईडचे प्रमाण जास्त नसावे. म्हणजेच, हायड्रॉक्साईड गटाची आम्ल निष्प्रभ करण्याची पाण्याची क्षमता जास्त वाढत नाही आणि pH लवकरच कमी होतो.

४.२ बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य वाढवण्यासाठी सोडियम कार्बोनेट आणि सोडियम हायड्रॉक्साईडचा अतिरिक्त वापर केल्याने होणारी हानी वेगवेगळी असते.

बॉयलरच्या पाण्यात pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी जास्त प्रमाणात सोडियम कार्बोनेट टाकल्यास, भांड्यातील पाण्यातील क्षारांचे प्रमाण आणि विद्युत वाहकता वाढते; भांड्यातील पाण्यात बायकार्बोनेट आयन जास्त प्रमाणात असतात आणि उष्णता दिल्यावर बायकार्बोनेट आयन सहजपणे कार्बन डायऑक्साइडमध्ये विघटित होतात. CO2 वाफेसोबत हीट एक्सचेंजर आणि संघनित पाण्यात प्रवेश करतो. सोडियम कार्बोनेट केवळ वाफ आणि वाफेच्या संघनित परतीच्या पाण्याचे pH मूल्य समायोजित करू शकत नाही, तर ते वाफ आणि संघनित पाण्याचे pH मूल्य कमी करून हीट एक्सचेंजर आणि संघनित पाईपलाईनला गंजवते. वाफेच्या संघनित परतीच्या पाण्यातील लोह आयनांचा रंग मानक रंगापेक्षा जास्त पिवळा किंवा लाल असण्याचे हेच कारण आहे.

भट्टीतील पाण्याचे pH मूल्य समायोजित करण्यासाठी त्यात जास्त प्रमाणात सोडियम हायड्रॉक्साईड टाकल्यास, भांड्यातील पाण्याची अल्कधर्मीता खूप वाढते आणि पाणी व सोडा दिसू लागतो. सोडियम हायड्रॉक्साईडचे प्रमाण नियंत्रित करणे सोपे नसते आणि अतिरिक्त मुक्त NaOH मुळे सापेक्ष अल्कधर्मीता वाढते, तसेच अल्कधर्मी ठिसूळपणामुळे उपकरणांचे क्षरण देखील होते. लेखकाने एका वापरकर्त्याच्या ठिकाणी ठिगळांनी भरलेली ग्लास फायबर प्रबलित प्लास्टिकची डेब्राइन टाकी पाहिली आहे, जी डेब्राइनचे pH मूल्य नियंत्रित करण्यासाठी सोडियम हायड्रॉक्साईडच्या वापरामुळे गंजली होती आणि तिला छिद्रे पडली होती. सोडियम हायड्रॉक्साईड वाफ आणि वाफ संघनन रिटर्न वॉटरचे pH मूल्य समायोजित करू शकत नाही, तसेच वाफ आणि वाफ संघनन रिटर्न वॉटर सिस्टीमची उपकरणे आणि पाईप नेटवर्कचे क्षरण नियंत्रित करू शकत नाही.

४.३ बॉयलर फीड वॉटरमधील pH मूल्य वाढवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सोडियम कार्बोनेट आणि सोडियम हायड्रॉक्साईडची सुरक्षितता वेगवेगळी असते.

सोडियम कार्बोनेट तुलनेने सौम्य असून खाद्य दर्जाच्या पदार्थांमध्ये मोडतो. त्यामुळे कमी दाह होतो, किंचित गंज चढतो आणि सामान्यतः त्याला हाताने स्पर्श करता येतो, मात्र दीर्घकाळ वापरताना हातमोजे घालणे आवश्यक आहे.

सोडियम हायड्रॉक्साईड हा एक धोकादायक आणि संक्षारक पदार्थ आहे. त्याचे द्रावण किंवा धूळ त्वचेवर, विशेषतः श्लेष्म पटलावर उडाल्यास, मऊ खपल्या तयार होऊ शकतात आणि ते खोलवरच्या ऊतींमध्ये शिरू शकते. भाजल्यामुळे व्रण राहतो. डोळ्यात उडाल्यास, ते केवळ कॉर्नियालाच नव्हे, तर डोळ्याच्या खोलवरच्या ऊतींनाही नुकसान पोहोचवते. त्यामुळे, काम करणाऱ्या व्यक्तीने त्वचेवर उदासीन आणि जल-प्रतिरोधक मलम लावावे आणि वैयक्तिक संरक्षणाचे काम उत्तम प्रकारे करण्यासाठी कामाचे कपडे, मास्क, संरक्षक चष्मा, रबरी हातमोजे, रबरी ॲप्रन, लांब रबरी बूट आणि इतर कामगार संरक्षण साहित्य परिधान करणे आवश्यक आहे.

वापर आणि चाचणीची उदाहरणे दर्शवतात की: सोडियम हायड्रॉक्साईड आणि सोडियम कार्बोनेट आलटून पालटून किंवा मिसळून वापरल्यास, केवळ एक विशिष्ट pH रेग्युलेटर वापरण्यापेक्षा ते किफायतशीर आणि प्रभावी ठरते. जेव्हा बॉयलर फीड वॉटरचे pH मूल्य खूप कमी असल्याचे आढळते, तेव्हा pH मूल्य झटपट वाढवण्यासाठी त्यात योग्य प्रमाणात थोडे सोडियम हायड्रॉक्साईड टाकता येते. सोडियम हायड्रॉक्साईड पूर्णपणे विरघळल्यानंतर, पाण्यातील कार्बोनेटचे प्रमाण वाढवण्यासाठी त्यात थोडे सोडियम कार्बोनेट टाकता येते. यामुळे फीड वॉटरच्या pH मूल्याची होणारी घट कमी होण्यास मदत होते; कारण सोडियम कार्बोनेटचे प्रमाण जितके जास्त टाकता येते, तितकी पाण्यातील कार्बोनेट टिकवून ठेवण्याची त्याची क्षमता जास्त असते, त्यामुळे सामान्यतः पाणीपुरवठा आणि भांड्याच्या पाण्याचे pH मूल्य टिकवून ठेवण्यासाठी सोडियम कार्बोनेटचा वापर केला जातो, फक्त जेव्हा पाण्याचे pH मूल्य खूप कमी असते, तेव्हाच pH मूल्य झटपट वाढवण्यासाठी सोडियम हायड्रॉक्साईड वापरण्याची शिफारस केली जाते, जेणेकरून हे दोन्ही आलटून पालटून मिसळले जातात, जे किफायतशीर आणि प्रभावी दोन्ही आहे.