جب ٹائٹینیم شیتھ کو ہائی سیلیکا اور کلورائیڈ کے ساتھ ریورس اوسموسس کنسنٹریٹ سٹریم کے لیے ہیٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو سلیکا اسکیل ڈیپوزیشن ناکامی کے طریقہ کار کو سنکنرن سے زیادہ گرمی تک کیسے بدلتی ہے؟

RO کنسنٹریٹ سروس میں ٹائٹینیم ہیٹر ڈیزائن میں بنیادی تجارت-آف
RO کانسنٹریٹ اسٹریمز ہائی کلورائڈز (10,000–50,000 ppm) اور اعلی سلیکا (50-200 ppm بطور SiO2) کی خصوصیات ہیں۔ ٹائٹینیم کا انتخاب کلورائد سنکنرن کے خلاف مزاحمت کے لیے کیا گیا تھا۔ تاہم، 70 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر سیلیکا گرم سطحوں پر بے ساختہ پیمانے کے طور پر پولیمرائز اور تیز ہوتی ہے۔ یہ سلکا پیمانہ ناکامی کے عمل کو مکمل طور پر متاثر کرتا ہے۔ کلورائڈز کی وجہ سے بغیر پیمانہ کے ٹائٹینیم کے لیے 3-5 سال کی سروس لائف۔ پیمانہ ایک موصل کوٹنگ کے طور پر کام کرتا ہے اور مقامی طور پر زیادہ گرمی کا سبب بنتا ہے جس کی وجہ سے مہینوں میں میان تیزی سے جل جاتی ہے۔ یہ طریقہ کار دیوار کی موٹائی سے متاثر ہوتا ہے: ایک موٹی دیوار اسی طاقت کی کثافت کے لیے سطح پر زیادہ گرم ہوگی، اس لیے سلیکا کی پولیمرائزیشن اور پیمانے کی تخلیق میں اضافہ ہوگا۔ سنکنرن سے پیمانے پر محدود ناکامی کی طرف یہ منتقلی RO کانسنٹریٹ ایپلی کیشنز کے لیے ہیٹر ڈیزائن کرنے کے لیے اہم ہے۔

مکینیکل انٹیگریٹی پر اثر: سلیکا اسکیل فارمیشن کے حرکیات
سلکا کی حل پذیری بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتی ہے اور بڑھتی ہوئی پی ایچ کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ پی ایچ 7-8 اور 70 ڈگری پر آر او کا ارتکاز سنترپتی ارتکاز تقریبا 120 پی پی ایم SiO2 ہے۔ اگر ٹائٹینیم میان کی سطح کا درجہ حرارت 80 ڈگری سے تجاوز کر جاتا ہے (دیوار کے ذریعے برقی مزاحمت کی وجہ سے) مقامی محلولیت 80 پی پی ایم سے نیچے گر جاتی ہے اور سپر سیچوریشن اور پولیمرائزیشن واقع ہوتی ہے۔ رد عمل یہ ہے: Si(OH)4 (aq) SiO2 (بے شکل) + 2H2O سلیکا پیمانے کی پیداوار کے لیے شامل کرنے کا وقت آرہینیئس سے متعلق ہے۔ سطح کا درجہ حرارت 80 ڈگری پر، پیمانہ 48 گھنٹوں میں بنتا ہے۔ 90 ڈگری پر، یہ 8 گھنٹے میں بنتا ہے۔ 2.5 W/cm² پر کام کرنے والی 70 ڈگری بلک آر او کانسنٹریٹ میں 1.0 ملی میٹر ٹائٹینیم کی دیوار کے لیے، سطح کا درجہ حرارت تقریباً 78 ڈگری ہے، جو تیز پیمانے کی حد سے بالکل نیچے ہے۔ 1.8 ملی میٹر کی دیوار کی موٹائی کے لیے سطح 85 ڈگری تک پہنچ جاتی ہے اور تیزی سے پیمانے کے نظام میں داخل ہوتی ہے۔ ایک بار جب سلیکا کی تہہ بن جاتی ہے (ٹائٹینیم کے لیے 17 W/m·K کے مقابلے میں چالکتا=1 W/m·K)، اضافی تھرمل مزاحمت سطح کے درجہ حرارت کو مزید بڑھاتی ہے، جس سے زیادہ پیمانے پر جمع ہونے کی حوصلہ افزائی ہوتی ہے۔ ناکامی کا طریقہ کار ڈھیلے سنکنرن (سالوں) سے تھرمل رن وے (مہینوں) کی طرف بڑھتا ہے۔

تھرمل کارکردگی پر اثر: زیادہ گرم ہونا اور جلنا- کے ذریعے
ایک پتلی سیلیکا اسکیل پرت، صرف 0.5 ملی میٹر موٹی، تھرمل مزاحمت $\\Delta T_{scale}=q \\times t_{scale} /k_{scale}$ میں حصہ ڈالتی ہے۔ 2.5 W/cm² پر ایک 0.5 ملی میٹر سلیکا پرت پورے پیمانے پر درجہ حرارت میں 12.5 ڈگری گراوٹ دیتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ٹائٹینیم کی بیرونی سطح کو 12.5 ڈگری زیادہ گرم ہونا ضروری ہے تاکہ اسی گرمی کا بہاؤ ہو۔ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کا مطلب ہے بہت تیزی سے اسکیلنگ۔ مثبت فیڈ بیک اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ اندرونی مزاحمتی تار اپنی 450C کی حد سے تجاوز نہ کر لے، جس سے MgO موصلیت کی ناکامی اور شیٹ جلنے-کا باعث بنتا ہے۔ آر او کانسنٹریٹ ہیٹر کے فیلڈ ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ 1.2 ملی میٹر ٹائٹینیم کی دیوار جس کی سطح کا ابتدائی درجہ حرارت 80 ڈگری ہے، 500 گھنٹوں کے اندر 0.3 ملی میٹر سلیکا سکیل بناتا ہے اور سطح کو 95 ڈگری تک بلند کرتا ہے۔ اسکیلنگ 95 ڈگری پر تیزی سے بڑھتی ہے، مزید 500 گھنٹوں میں 1.0 ملی میٹر تک پہنچ جاتی ہے، جب تار کا درجہ حرارت 450 ڈگری سے زیادہ ہوتا ہے اور ہیٹر ٹوٹ جاتا ہے۔ صاف آغاز سے ناکامی تک کا کل دورانیہ 1,000-1,500 گھنٹے ہے اس کے مقابلے میں، ایک ہی دیوار کو سوراخ کرنے میں 8,000 سے 10,000 گھنٹے لگتے ہیں۔

ترکیب سے تجارت-: دیوار کی موٹائی اور پیمانے کا انتظام
بلک سلیکا کا ارتکاز (ppm SiO2) تجویز کردہ دیوار کی موٹائی متوقع ناکامی موڈ سروس لائف (گھنٹے) بنیادی انجینئرنگ ریشنل < 50 پی پی ایم 1.0 ملی میٹر - 1.2 ملی میٹر ہلکی پٹنگ صرف> 20,000 کوئی خاطر خواہ پیمانہ نہیں؛ روایتی سنکنرن ڈیزائن لاگو ہوتا ہے۔
50 – 100 پی پی ایم 1.0 ملی میٹر (پتلی-دیوار) پیمانہ 3,000–5,000 کی وجہ سے زیادہ گرم ہونا سطح کے درجہ حرارت کو کم کرتی ہے اور اسکیلنگ کو کم کرتی ہے۔ صفائی عام۔
100 سے 150 پی پی ایم کی سفارش نہیں کی گئی (تمام موٹائیاں) تیز پیمانہ برن-سے <1,500 تک اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ دیوار کتنی موٹی ہے، آپ چڑھنے سے بچ نہیں سکتے۔ اینٹی اسکیلنٹ شامل کریں یا طریقہ کار کو تبدیل کریں۔
ہفتہ وار تیزابی صفائی، کوئی بھی 1.2 ملی میٹر – 1.5 ملی میٹر کلیننگ-کنٹرول> 10,000 بار بار صفائی پیمانے کو تھرمل بھاگنے سے روکتی ہے۔ موٹی دیوار صفائی کے کٹاؤ کو برداشت کر سکتی ہے۔
6 اسکیل پریوینشن اینڈ کلیننگ انجینئرنگ بیونڈ دی وال
سلیکا اسکیلنگ کی وجہ سے سنکنرن سے زیادہ گرمی کی طرف ناکامی کے طریقہ کار میں تبدیلی دیوار کی موٹائی کے تعین میں سطح کے درجہ حرارت کو سنکنرن الاؤنس سے زیادہ اہم بناتی ہے۔ ہائی سیلیکا آر او کانسنٹریٹ سے نمٹنے کا بہترین طریقہ یہ ہے کہ ایک پتلی دیوار (1.0 ملی میٹر) اور یا تو کیمیکل اینٹی- اسکیلنٹ (فاسفونیٹس جو سلیکا پولیمرائزیشن کو روکیں) یا ہفتہ وار تیزاب کی صفائی (2% سائٹرک ایسڈ 50 ڈگری پر 1 گھنٹے). 10-20 پی پی ایم اینٹی-اسکالینٹ کا استعمال کریں، یا 10-50 منٹ کی مقدار میں اضافہ کریں۔ 1.0 ملی میٹر دیوار 5000+ گھنٹے تک۔ اگر کوٹنگ 0.2 ملی میٹر سے کم موٹی ہے، تو تیزاب کی صفائی سے تھرمل حالت بحال ہو جاتی ہے، جو بے ساختہ سلکا کو تحلیل کر دیتی ہے۔ صفائی کے بغیر ایک موٹی دیوار (1.8 ملی میٹر) صفائی کے ساتھ ایک پتلی دیوار سے زیادہ تیزی سے ناکام ہوجاتی ہے، کیونکہ سطح کا ابتدائی درجہ حرارت صفائی کی فریکوئنسی سے زیادہ تیزی سے اسکیلنگ کو تیز کرتا ہے۔

نتیجہ: جب اسکیلنگ ہوتی ہے تو سنکنرن غالب ناکامی کا طریقہ کار نہیں ہوتا ہے۔
ٹائٹینیم شیتھ ہیٹر RO کے لیے سیلیکا اور کلورائیڈ میں زیادہ توجہ مرکوز کرنے کے لیے ناکامی کے طریقہ کار کو تاخیر سے کلورائد پٹنگ (سالوں) سے فوری ضرورت سے زیادہ گرم جلنے-کے ذریعے (مہینوں) میں سلیکا پیمانے پر جمع ہونے کی وجہ سے تبدیل کرتا ہے۔ ایک موٹی دیوار سطح کے درجہ حرارت کو تیز رفتار پیمانے کے علاقے میں بڑھا کر صورتحال کو مزید بڑھا دیتی ہے۔ اعلی سلکا RO ارتکاز کو ایک پتلی دیوار (1.0 ملی میٹر) اور ہفتہ وار تیزاب کی صفائی یا مسلسل اینٹی-اسکیلنٹ انجیکشن کے ساتھ سنبھالا جانا چاہئے۔ یہ نوٹ کرنا بھی ضروری ہے کہ جتنی موٹی دیوار کو صاف نہیں کیا گیا ہے وہ اتنی ہی تیزی سے ناکام ہو جائے گی اس پتلی دیوار کے مقابلے میں جسے صاف کیا گیا ہے اس لیے دیوار کی موٹائی پیمانے پر کنٹرول کے لیے ایک اضافی عنصر ہے۔ ہیٹر کی وضاحت کرتے وقت، مینوفیکچرر کو بلک سلیکا ارتکاز (ppm) اور تیزاب کی صفائی کا امکان فراہم کریں اور اس بات کی تصدیق کرنے کے لیے سطح کے درجہ حرارت کے تخمینے کی درخواست کریں کہ آپریشن 80 ڈگری سے کم ہوگا۔