PFA ہیٹر کو 3 سال تک فعال رکھنے کے لیے 20% فاسفورک ایسڈ غسل میں زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فلورائڈ آئن کنسنٹریشن کیا ہے؟

نجاست یا دیگر پروسیسنگ ایڈز سے فلورائیڈ آئنز (F⁻) اعلی درجہ حرارت (80–120 ڈگری) پر 20% فاسفورک ایسڈ (H₃PO₄) میں PFA ہیٹر شیتھوں کے ٹوٹنے کو بہت تیز کرتے ہیں۔ پولیمر میں گھس کر اور میٹل کور (ٹائٹینیم یا انکولائی) کو ہائیڈرو فلورک ایسڈ (HF) کے ساتھ خراب کرکے، فلورائیڈ PFA-میٹل انٹرفیس کو نشانہ بناتا ہے۔ پی ایف اے ہیٹر کے تین سال تک فعال رہنے کے لیے (تقریباً 25,000 گھنٹے لگاتار آپریشن)، زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فلورائڈ آئن ارتکاز 80 ڈگری پر 50 پی پی ایم، 100 ڈگری پر 20 پی پی ایم، اور 120 ڈگری پر 5 پی پی ایم ہے۔ چھ سے اٹھارہ مہینوں کے اندر، ان دہلیز کے اوپر پارمیشن{15}}زیادہ سنکنرن زمینی خرابیوں یا بنیادی ناکامی کا سبب بنتا ہے۔ کھاد کی پیداوار یا دھاتی علاج کے لیے استعمال ہونے والے فاسفورک ایسڈ حمام میں ہیٹر کی لمبی عمر کے لیے فلورائیڈ کی سطح کو کنٹرول کرنا بہت ضروری ہے۔

فاسفورک ایسڈ کا فلورائیڈ اٹیک میکانزم
120 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر، فاسفورک ایسڈ PFA کے لیے نقصان دہ نہیں ہے۔ دوسری طرف فلورائیڈ آئن انتہائی جارحانہ ہوتے ہیں اور اکثر فاسفیٹ راک پروسیسنگ سے HF یا fluorosilicic acid کے طور پر پائے جاتے ہیں۔ اپنے چھوٹے سائز کی وجہ سے (0.26 nm کا حرکیاتی قطر)، HF مالیکیول PFA دیوار سے H₃PO₄ سے زیادہ تیزی سے گزرتے ہیں (آرٹیکل #35 دیکھیں)۔ HF کے غیر فعال آکسائیڈ کی تہہ کو دھاتی کور (ٹائٹینیم یا انکولائے) تک پہنچنے کے بعد اسے فوری طور پر تحلیل کرنے سے سنکنرن کا نتیجہ نکلتا ہے۔ اگرچہ دونوں پر 100 ڈگری پر 10-20 پی پی ایم کے فلورائڈ کی مقدار پر حملہ کیا جاتا ہے، ٹائٹینیم انکولی سے زیادہ HF کے خلاف مزاحم ہے۔ سنکنرن مصنوعات (میٹل فلورائڈز) کی وجہ سے اندرونی دباؤ کی وجہ سے پی ایف اے میان کے چھالے اور اندر سے ٹوٹ جاتے ہیں، جن کا حجم اصل دھات سے زیادہ ہوتا ہے۔

ہم آہنگی کا اثر بہت اہم ہے: PFA کو پلاسٹائز کرنے سے، 20% H3PO4 محلول پروٹون (H⁺) کی زیادہ ارتکاز رکھتا ہے، جو HF کے دخول کو تیز کرتا ہے۔ فلورائیڈ-مفت فاسفورک ایسڈ کے مقابلے میں، جب فلورائڈ 10 پی پی ایم سے کم ارتکاز میں موجود ہوتا ہے تو تیزاب کی نسلوں کی رسائی کی شرح دوگنی ہوجاتی ہے۔

فلورائیڈ کی زیادہ سے زیادہ ارتکاز تین-سال کی زندگی (25,000 گھنٹے) کے لیے اجازت ہے
آپریٹنگ ٹمپریچر (ڈگری ) زیادہ سے زیادہ F ڈگری (ppm) 3 سال کی عمر کے لیے متوقع ہیٹر لائف ڈبل دی لمٹ پر (سال) فیلور موڈ کا تجویز کردہ کور میٹریل 80 50 1.0–1.5 کور پٹنگ انکولی 825 90 30 0.8–1.2 بلسٹرنگ انکولی یا ٹائٹینیئم +{5}} ٹائٹینیم کریک۔ گریڈ 2 110 10 0.3–0.6 ریپڈ کور سنکنرن ٹائٹینیم گریڈ 2 120 5 0.2–0.4فوری ناکامی کا خطرہ مشورہ نہیں دیا گیا
یہ حدود مسلسل ڈوبنے اور 2 ملی میٹر پی ایف اے دیوار پر پیش گوئی کی گئی ہیں۔ چونکہ لمبا ڈفیوژن چینل HF کی آمد کی شرح کو کم کرتا ہے، اس لیے موٹی دیواروں (2.5–3.0 ملی میٹر) کے لیے قابل اجازت فلورائیڈ کا ارتکاز 30–50% بڑھ جاتا ہے۔

فاسفورک ایسڈ کے بخارات سے فیلڈ کی معلومات
ہر آٹھ سے بارہ ماہ بعد، PFA ہیٹر (2 ملی میٹر وال، انکولی کور) فاسفورک ایسڈ کنسنٹیشن پلانٹ میں فیل ہو جاتے ہیں جو 20% H3PO4 کے ساتھ 100 ڈگری پر چلتا ہے جس میں 25–35 ppm F⁻ ہوتا ہے۔ میٹالرجیکل ٹیسٹوں کے مطابق، Incoloy core میں نمایاں پٹنگ تھی۔ اسی پلانٹ میں F⁻ کو فلورائڈ ہٹانے کے قدم کے ساتھ ہیٹ ایکسچینجر لوپ کا استعمال کرتے ہوئے 8 ppm تک کم کیا گیا تھا (CaF₂ کو تیز کرنے کے لیے چونا شامل کرنا)۔ ہیٹر کی عمر 28 ماہ تک بڑھا دی گئی (10 پی پی ایم پر تقریباً متوقع 3 سال)۔ فی الحال فیکٹری اضافی مارجن کے لیے ٹائٹینیم کور استعمال کرتی ہے اور F⁻ کو 15 ppm سے نیچے رکھتی ہے۔

مشاہدہ اور کمی
آئن-منتخب الیکٹروڈ کا استعمال کرتے ہوئے ہفتہ وار فلورائیڈ کی نگرانی کا شیڈول قائم کریں اور 20% فاسفورک ایسڈ میں طویل مدتی-پی ایف اے ہیٹر آپریشن کے لیے تین-سال کی حدود سے نیچے ارتکاز کو برقرار رکھیں۔ فلورائیڈ کی سطح حد سے تجاوز کرنے کی صورت میں تین علاج کے اقدامات دستیاب ہیں:

ناقابل حل CaF₂ بنانے کے لیے، ایک تیز کرنے والا ایجنٹ (چونا یا کیلشیم کاربونیٹ) شامل کریں، جسے پھر فلٹر کر دیا جاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، F⁻ 50 ppm سے 5-10 ppm تک گر جاتا ہے۔

PFA دیوار میں تبدیل کریں جو 3.0 ملی میٹر موٹی ہو۔ چونکہ HF کا دخول الٹا موٹائی سے متعلق ہے، ایک 3 ملی میٹر دیوار اسی F⁻ ارتکاز کے لیے کور سنکنرن کے وقت کو دوگنا کر دیتی ہے۔

ٹائٹینیم کور کا استعمال کریں جو HF کے خلاف زیادہ مزاحم ہو۔ فلورائیڈ میں-جس میں تیزاب ہوتا ہے، ٹائٹینیم گریڈ 7 (Pd-ملاوٹ) گریڈ 2 سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔

آخر میں، تین-سال کی زندگی کی حد 100 ڈگری پر 20 پی پی ایم F⁻ ہے۔
20% فاسفورک ایسڈ غسل میں تین سال تک 100 ڈگری پر چلنے والے PFA ہیٹر کے لیے فلورائیڈ آئن کی زیادہ سے زیادہ اجازت شدہ ارتکاز 20 ppm ہے۔ حد 80 ڈگری پر 50 پی پی ایم تک بڑھ جاتی ہے اور 120 ڈگری پر 5 پی پی ایم تک گھٹ جاتی ہے۔ فلورائڈ HF پارمیشن اور کور سنکنرن کو تیز کرکے ہیٹر کی زندگی کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔ طویل مدتی انحصار کے لیے، باقاعدگی سے نگرانی اور فلورائڈ کا خاتمہ (چونے کی بارش کے ذریعے) انتہائی اہم ہے۔ ٹائٹینیم کور اور موٹی پی ایف اے دیواریں (2.5–3.0 ملی میٹر) استعمال کریں جہاں فلورائیڈ سے بچنا ممکن نہ ہو۔ فلورائیڈ مہلک ہے، پھر بھی فاسفورک ایسڈ بے ضرر ہو سکتا ہے۔ اگر فلورائیڈ کو کنٹرول کیا جائے تو ہیٹر زندہ رہتا ہے۔ اگر آپ اسے نظر انداز کرتے ہیں، تو مہینوں میں ناکامی واقع ہو جائے گی۔