बॉयलरों में होने वाले क्षय एवं उनकी सुरक्षा संबंधी ज्ञान, हम रसायन विज्ञानीयों के लिए आवश्यक है!

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स्रोत: जियांगसु जियाआन सुरक्षा
प्रकाशन तिथि: 2016-12-27 14:24:49
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जब भट्ठियों का उपयोग नहीं किया जाता है, तो उचित सुरक्षा उपाय न किए जाने पर भट्ठी की सतह एवं पूरी वाष्प-जल प्रणाली की धातु सतहें विघटित ऑक्सीजन के कारण क्षतिग्रस्त हो जाती हैं। ऐसी स्थिति में क्षय की गति, भट्ठी के उपयोग के दौरान होने वाली गति की तुलना में कहीं अधिक होती है। वास्तव में, गंभीर रूप से क्षयग्रस्त बॉयलरों का कारण ज्यादातर बॉयलर की उचित सुरक्षा व्यवस्था न होना ही होता है। और यदि इन क्षय उत्पादों को हटाया न जाए, तो बॉयलर पुनः संचालित होने के बाद विद्युत-रासायनिक क्षय की प्रक्रिया और तेज हो जाती है। इसलिए, बॉयलर में होने वाला क्षय न केवल बॉयलर के उपयोगी जीवनकाल को कम करता है, बल्कि संचालन संबंधी जोखिमों को भी पैदा करता है। बॉयलर के सड़ने की समस्या:
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**I. बॉयलर के सड़ने के कारण**
जब बॉयलर का उपयोग बंद हो जाता है, तो बाहर की हवा बॉयलर की भाप-पानी प्रणाली में प्रवेश कर जाती है। खासकर, जब बॉयलर से पानी निकालने के बाद उसे सुखाया नहीं जाता, तो धातु की सतह पर पानी की परत जम जाती है। हवा में मौजूद ऑक्सीजन इस पानी की परत में घुल जाती है, एवं ऑक्सीजन एवं लोहे के बीच अभिक्रिया होने से धातु सड़ने लगती है। हवा में मौजूद ऑक्सीजन लगातार इस प्रक्रिया में योगदान देती रहती है; इसलिए धातु का ऑक्सीजन के कारण सड़ना आसान हो जाता है। यदि धातु की सतह पर बचे हुए लोहे में Cl- या SO42- आयन हों, तो जंग और भी अधिक गंभीर हो जाती है। द्वितीय, बंद पड़े रिएक्टरों में होने वाले क्षय के कारक:
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बंद पड़े रिएक्टरों में क्षय की मात्रा कई कारकों पर निर्भर है। इसके मुख्य कारण निम्नलिखित हैं: 1. नमी, पानी देना बंद कर दिए गए बॉयलरों में, धातु की सतह पर मौजूद नमी, उसके क्षय होने की गति को प्रभावित करती है। जब वायु में नमी अधिक होती है, तो धातु की सतह पर ओस जम जाती है, जिससे पानी की परत बन जाती है एवं इसके कारण धातु का क्षय और बढ़ जाता है। जब धातु की सतह सूखी होती है, एवं बॉयलर के अंदर की सापेक्ष आर्द्रता 30% से कम होती है, तो लोहे के क्षय को पूरी तरह रोका जा सकता है। 2. पानी में नमक की मात्रा: बॉयलर में या धातुओं की सतह पर मौजूद जल-परत में नमक की मात्रा बढ़ने से क्षरण की प्रक्रिया तेज हो जाती है। विशेष रूप से, ऑक्साइड एवं सल्फेटों की मात्रा बढ़ने से क्षरण की गति काफी बढ़ जाती है। 3. धातु की सतह की स्वच्छता – जब धातु की सतह पर अवक्षेप या जल-अवशेष होते हैं, तो वहाँ अतिरिक्त जल जमा हो जाता है। इस कारण अवक्षेपों के नीचे स्थित धातु की सतह हमेशा नम अवस्था में रहती है। साथ ही, अवक्षेप ऑक्सीजन के प्रवेश में बाधा डालते हैं; जबकि अवक्षेपों के आसपास स्थित धातु की सतह पर पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन उपलब्ध रहती है। इस प्रकार, घुलनशीलता में अंतर के कारण “घनत्व-अंतर आधारित अपघटन बैटरी” बन जाती है। गंदगी/अवशेषों के आसपास ऑक्सीजन की सांद्रता अधिक होने के कारण वह स्थान ऋणात्मक ध्रुव बन जाता है, जबकि गंदगी/अवशेषों के नीचे ऑक्सीजन की सांद्रता कम होने के कारण वह स्थान धनात्मक ध्रुव बन जाता है; इस कारण गंदगी/अवशेषों उपर्युक्त से यह स्पष्ट है कि बॉयलर के निष्क्रिय रहने पर उसमें जंग लगने से बचने हेतु, बॉयलर की धातु की सतह को शुष्क एवं साफ रखना आवश्यक है; साथ ही, समय पर कैल्सियम जमाव या अन्य अवशेषों को भी हटाना आवश्यक है। ； जल-आधारित संरक्षण विधि के लिए, पानी में नमक की मात्रा को यथासंभव कम रखना आवश्यक है; ताकि ऑक्सीजन के कारण होने वाला क्षय रोका जा सके। बॉयलर को बंद रखने हेतु उपयोग में आने वाली सामान्य विधियाँ:
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I. बॉयलर की देखभाल हेतु मूलभूत सिद्धांत:
1. बॉयलर की वाष्प/पानी संबंधी प्रणाली में बाहरी हवा के प्रवेश को रोकना। ； 2. सोडा प्रणाली में मौजूद धातु सतहों को सूखा रखें। ； 3. धातु की आंतरिक सतह पर, वायु को रोकने हेतु एक ऐसी परत बनती है, जो जंग रोकने में सहायक होती है। ； 4. धातु की सतह को ऑक्सीजन-निवारक या अन्य संरक्षक पदार्थों वाले माध्यम में डुबो देना। द्वितीय, रखरखाव की विधियाँ – इनमें “शुष्क विधि” एवं “आर्द्र विधि” शामिल हैं।
**शुष्क विधि**:
11. शुष्ककारक विधि – यह विधि उन भट्टियों के रखरखाव हेतु उपयुक्त है, जिनका उपयोग लंबे समय तक (तीन महीने से अधिक) नहीं किया जाता। जिन बॉयलरों में स्टीम ड्रम की क्षमता, पूरे बॉयलर के जल-क्षमता के अनुपात में अधिक होती है, उनके लिए यह विधि अधिक सुविधाजनक है। इसकी विस्तृत विधि निम्नलिखित है: (1) जब अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करने वाला बॉयलर बंद कर दिया जाता है, तो उस बॉयलर की रखरखाव करना आवश्यक होता है। जब बॉयलर के इनलेट पर तापमान 300℃ से नीचे आ जाता है, एवं बॉयलर में मौजूद पानी का तापमान लगभग 100℃ तक गिर जाता है, तब सभी ड्रेन वाल्वों को खोलकर बॉयलर में मौजूद अतिरिक्त गर्म पानी को तेजी से बाहर निकाल दिया जाता है। सभी निरीक्षण छिद्रों को खोलें, बॉयलर के अंदर जमे हुए कैल्शियम ऑक्साइड एवं अन्य अवशेषों, साथ ही बाहरी हिस्सों में जमी हुई राख आदि को हटा दें। भट्ठी की अवशिष्ट गर्मी का उपयोग करके बॉयलर की सभी गर्मी-ग्रहण करने वाली सतहों एवं उपकरणों को सुखा दें। सुखाने के बाद बॉयलर के सभी वाल्वों को बंद कर दें। (2) शुष्ककारक को स्टीम ड्रम एवं विभिन्न कनेक्शन बॉक्सों में डालें। शुष्ककारक को डालने की जगह एवं मात्रा का विवरण अवश्य लिख लें; ताकि कोई भूल न हो। इसे अंदर रखने के तुरंत बाद, स्टीम वॉल्वों एवं अन्य वाल्वों को बंद कर देना चाहिए, ताकि स्टीम सिस्टम बाहरी हवा से पूरी तरह अलग रह सके। शुष्ककारक की मात्रा एवं उसकी अक्षमता का निर्धारण: http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/14294532R-3.jpg
(3) शुष्ककारक की देखभाल करते समय निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना आवश्यक है: शुष्ककारक को बॉयलर की धातु सतह के सीधे संपर्क में नहीं आने देना चाहिए; इसे लोहे की प्लेट जैसे कंटेनरों में रखना चाहिए। ； ड्रायर लगाने के बाद, हैंडहोल एवं अन्य छिद्रों को अच्छी तरह बंद कर देना आवश्यक है। वाष्प/पानी संबंधी पाइपलाइनों पर स्थित वाल्वों को भी बंद कर देना आवश्यक ； ड्रायिंग एजेंट की स्थिति की नियमित रूप से जाँच करनी आवश्यक है। आमतौर पर, पहली बार ड्रायिंग एजेंट की जाँच आधे महीने के बाद की जाती है; उसके बाद हर महीने इसकी जाँच की जानी चाहिए। यदि ड्रायिंग एजेंट कार्यक्षमता खो दे, तो उसे तुरंत बदल देना आवश्यक है। 2. सुखाने की विधि – सुखाने की विधि का उपयोग आमतौर पर बॉयलरों की मरम्मत के दौरान उनकी सुरक्षा हेतु किया जाता है। जब भट्ठी में मौजूद पानी का तापमान लगभग 100℃ तक गिर जाता है, तो भट्ठी में मौजूद सारा पानी निकाल दिया जाता है। इसके बाद, भट्ठी की अवशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करके भट्ठी की धातु सतह को सुखाया जाता है। 3. अमोनिया भरने की विधि – अमोनिया भरने की विधि का उपयोग आमतौर पर बिजली संयंत्रों में स्थित भट्टियों की दीर्घकालिक बंदी के दौरान उ चूँकि अमोनिया, तांबे को क्षय करता है, इसलिए अमोनिया उपयोग करने की प्रक्रिया में बॉयलर की भाप-पानी प्रणाली में मौजूद सभी तांबे के घटकों को हटा देना आवश्यक है, या उन्हें अलग करके बंद कर देना आवश्यक है। अमोनिया भरने की विधि में, बॉयलर को बंद करके उसमें से पानी निकालने के बाद, बॉयलर में अमोनिया गैस भरी जाती है। इससे बॉयलर के अंदर अमोनिया गैस का दबाव 13 किलोपास्कल बना रहता है। ऐसा करने से हवा बाहर निकल जाती है, एवं धातु की सतह पर मौजूद जल-परत में ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है। चूँकि अमोनिया गैस, पानी की परत में घुलने के बाद धातु की सतह को अच्छी जंग-प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करती है, इसलिए अमोनिया उपयोग करने वाली विधि में धातु की सतह के सूखेपन के संबंध में कोई कड़ी आवश्यकताएँ नहीं होतीं। हालाँकि, पूरी प्रणाली में कोई लीकेज न होना आवश्यक है। अमोनिया गैस के लीक होने की संभावित जगहों की जाँच हेतु गीले लाल रंग के रिथ पेपर का उपयोग किया जाता है। यदि पेपर का रंग लाल से नीला हो जाता है, तो इसका मतलब है कि अमोनिया गैस लीक हो रही है; ऐसी स्थिति में तुरंत लीकेज को बंद करना आवश विस्फोट से बचने हेतु, खुली आग में काम करने पर भी सख्त प्रतिबंध लगाना आव 4. क्षारक-संरक्षण विधि: बॉयलर की सुरक्षा हेतु उपयोग में आने वाले क्षारकों में आमतौर पर अच्छी मात्रा में वाष्पशीलता होती है; इसी कारण इसे “गैसीय क्षारक-संरक्षण विधि” भी कहा जाता है। प्रमुख अवक्षेपकों में अमोनियम कार्बोनेट, अमोनियम बाइकार्बोनेट, डाइअमोनियम फॉस्फेट आदि अकार्बनिक अमोनियम लवण; साइक्लोहेक्सिलामाइन, बेंजोइक एसिड आदि कार्बनिक अमीन शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, TH901 जैसे संयुक्त अवक्षेपक भी हैं। ऐसे क्षारकों की विशेषता यह है कि ये आसानी से वाष्पित हो जाते हैं, एवं इनसे एक निश्चित वाष्पदाब उत्पन्न होता है। ； यह धातु की सतह पर एक संरक्षक परत बना सकता है; इसकी जंग-रोधक क्षमता भी काफी अच्छी है। ； धातु की सतह के सूखेपन की आवश्यकता ज्यादा नहीं होती; विशेष रूप से, TH901 एंटी-कोरोसिव एजेंट, नम धातु सतहों पर भी अच्छा संरक्षण प्रदान करता है। उपयोग की विधि: बॉयलर से पानी निकालने के बाद, उसमें मौजूद गंदगी को हटा दें। फिर, निर्धारित मात्रा में दवा को बॉयलर में समान रूप से डालें। सभी वाल्वों को बंद कर दें, ताकि पूरी प्रणाली अच्छी तरह सील हो जाए। ध्यान देने योग्य बात यह है कि इस प्रकार के अवरोधकों से अधिकांशतः अमोनिया गैस निकलती है; जिससे तांबे के भागों पर क्षरण हो सकता है। इसलिए, बॉयलर की वाष्प-जल प्रणाली में मौजूद सभी तांबे के घटकों को हटा देना या उन्हें अलग कर देना आवश्यक है। ； या फिर **: बेंजोट्राइज़ोल : साइक्लोहेक्सिलामीन कार्बोनेट = 3:2:7 (द्रव्यमान अनुपात) वाले मिश्रित एंटी-कॉरोसिव का उपयोग किया जा सकता है; ताकि तांबे के घटकों पर क्षय न हो। आर्द्र-विधि संरक्षण: आर्द्र-विधि संरक्षण, बॉयलर को बंद रखने के दौरान उसमें संरक्षात्मक जल-घोल भरकर हवा के प्रवेश को रोकने की एक विधि है। इसे निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
1. क्षारीय-घोल विधि: इस विधि में क्षारीय घोल का उपयोग करके बॉयलर में pH मान 10 से अधिक वाला जल-घोल भरा जाता है; ऐसा करने से धातु की सतह अपरदनशील हो जाती है, जिससे विघटित ऑक्सीजन द्वारा धातु का क्षय रोका जा सकता है। आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड एवं ट्राइसोडियम फॉस्फेट के मिश्रण का उपयोग किया जाता है; तीन महीने तक की बंदी की अवधि के लिए इस विधि का उपयोग किया जा सकता है। (1) बॉयलर को बंद करने के बाद, सबसे पहले बॉयलर के अंदर एवं बाहर मौजूद गंदगी, पानी के अवशेष आदि को हटा दिया जाता है; साथ ही, बाहरी दुनिया से जुड़ी हुई पाइपलाइनों को भी बंद कर दिया जात ； सोडा प्रणाली में मौजूद सभी तांबे के घटकों को हटा दें, या उन्हें अलग कर दें। (2) सोडियम हाइड्रॉक्साइड (मात्रा: 4 किग्रा/मी³) एवं ट्राइसोडियम फॉस्फेट (मात्रा: 1.5 किग्रा/मी³) को नरम पानी या कंडेंस्ड पानी में घोलकर बॉयलर में डाला जाता है। इसके बाद पंप की मदद से बॉयलर में मौजूद क्षारीय घोल को समान रूप से फैलाया जाता है। (3) जल में मौजूद ऑक्सीजन जैसी गैसों को हटाने हेतु, बेहतर होगा कि भट्टी में मौजूद पानी को लगभग 105℃ तक गर्म किया जाए। फिर, सभी दरवाजों एवं वाल्वों को बंद कर दें, ताकि कोई लीकेज न हो। 2. दबाव बनाए रखने की विधि: यदि बॉयलर को बंद रखने का समय कम है (एक सप्ताह से कम), तो बॉयलर में दबाव बनाकर उसकी देखभाल की जा सकती है। छोटी क्षमता वाले बॉयलरों में, बॉयलर के अवशिष्ट दबाव (0.05–0.1 मेगापास्कल) का उपयोग करके बॉयलर में पानी का तापमान 100 डिग्री से थोड़ा अधिक रखा जा सकता है।℃ ； मध्यम एवं उच्च दबाव वाले बॉयलरों में, बॉयलर को उचित गुणवत्ता वाले पानी से भरा जा सकता है; पानी को ऊपर धकेलने हेतु पानी पंप का उपयोग किया जाता है, ताकि बॉयलर का दबाव लगभग 0.5–1.0 MPa बना रहे। सोडा पानी सिस्टम के सभी वाल्व बंद कर दें, ताकि हवा बॉयलर के अंदर न जा सके। बॉयलर में दबाव एवं तापमान को बनाए रखने हेतु, नियमित रूप से भट्ठी के वाष्पीकरण उपकरण के नीचे हल्की आग जलाई जा सकती है; या फिर पड़ोसी भट्ठियों के बॉयलरों से आने वाली भाप का उपयोग भी ऊष्मा प्रदान करने हेतु किया जा सकता है। यदि बॉयलर का दबाव कम हो जाए, तो तुरंत इसके कारणों का पता लेना आवश्यक है, एवं दबाव को निर्धारित स्तर तक पहुँचाने हेतु पानी भरने वाले पंप का उपयोग करना आवश्यक है। 3. सोडियम सल्फाइट द्वारा सुरक्षा: सोडियम सल्फाइट एक अपचायक है; क्षारीय विलयन में यह ऑक्सीजन के साथ अच्छी तरह प्रतिक्रिया करता है, जिससे धातुओं पर ऑक्सीजन के कारण होने वाली क्षरण प्रक्रिया रोकी जा सकती है। इस विधि में, क्षारीय विधि के आधार पर सोडियम सल्फाइट मिलाया जाता है। आम तौर पर, पानी में सोडियम सल्फाइट की मात्रा 10–30 मिलीग्राम/लीटर होनी आवश्यक है। 4. अमोनिया विधि एवं अमोनिया-हाइड्राज़ीन विधि – जब भट्ठियों का उपयोग लंबे समय तक नहीं किया जाता, तब इन विधियों का उपयोग किया ज बॉयलर को बंद करने के बाद, उसमें मौजूद पानी को पूरी तरह निकाल देना चाहिए। सिस्टम में मौजूद तांबे के घटकों को हटा देना या उन्हें अलग कर देना आवश्यक है। इसके बाद, कंडेंसेट वॉटर या फीडवॉटर का उपयोग करके 700–800 मिलीग्राम/लीटर सांद्रता वाला अमोनिया वाला घोल सिस्टम में भ ； या फिर, बॉयलर को बंद करने के बाद पानी निकाले बिना ही सीधे अमोनिया एवं हाइड्राज़ीन को उसमें भर दिया ज बॉयलर में पानी के pH मान को 10 से 10.5 के बीच रखना आवश्यक है; साथ ही, हाइड्राज़ीन की मात्रा 200 मिलीग्राम/लीटर होनी चाहिए। दवा के घोल को पंप की मदद से सिस्टम में डाला जाता है, ताकि वह समान रूप से फैल सके। जब बॉयलर में सुरक्षा तरल पदार्थ पूरी तरह भर जाता है, तब सभी वाल्व बंद कर दिए जाते हैं। बॉयलर बंद रहने के दौरान, पूरी प्रणाली में कोई लीकेज नहीं होना चाहिए, ताकि हवा अंदर न जा सके। इस विधि के अनुसार, जब बॉयलर को पुनः संचालित किया जाना होता है, तो सुरक्षा तरल को पूरी तरह निकाल देना आवश्यक है, एवं बॉयलर की अच्छी तरह सफाई भी करनी होती है। दहन के बाद, पहले खाली होने वाले वेंट से ही भाप निकालनी चाहिए; जब तक कि भाप में अमोनिया की मात्रा 2 मिलीग्राम/किग्रा से कम न हो जाए। ऐसा इसलिए आवश्यक है, ताकि भाप में अमोनिया की अधिक मात्रा से कंडेंसर की तांबे की नलियों को क्षति न पहुँचे। 5. नाइट्रोजन भरने की विधि: बॉयलर में नाइट्रोजन भरने की प्रक्रिया को या तो पानी का उपयोग किए बिना ही किया जा सकता है, या फिर खाली बॉयलर में ही किया जा सकता है। चूँकि नाइट्रोजन बहुत ही निष्क्रिय पदार्थ है, इसलिए यह क्षारक भी नहीं है। जब बॉयलर में निश्चित दबाव वाला नाइट्रोजन भर दिया जाता है, तो ऑक्सीजन के अंदर आने को रोका जा सकता है। जिन बॉयलरों की संरचना अपेक्षाकृत जटिल होती है, उनमें कुछ हिस्सों में पानी जमा रह जाता है, इसलिए वहाँ सूखे तरीकों से रखरखाव करना उचित नहीं होता। ऐसी स्थितियों में नाइट्रोजन भरने की विधि का उपयोग क इसकी विधि यह है: बॉयलर को बंद करने से पहले, नाइट्रोजन सप्लाई हेतु आवश्यक पाइपलाइनों को ठीक से जोड़ दिया जाता है। जब बॉयलर का दबाव लगभग 0.15 मेगापास्कल तक गिर जाता है, तब नाइट्रोजन सिलेंडर के माध्यम से अस्थायी पाइपलाइनों के जरिए बॉयलर के विभिन्न हिस्सों में नाइट्रोजन भेजा जाता है। विशिष्ट आवश्यकताएँ निम्नलिखित हैं: (1) नाइट्रोजन की शुद्धता 99% से अधिक होनी चाहिए। ； (2) खाली बॉयलर में नाइट्रोजन भरते समय, बॉयलर के अंदर का नाइट्रोजन दबाव 0.15 मेगापास्कल से अधिक होना चाहिए। ； नम विधि से नाइट्रोजन भरने से पहले, बॉयलर में उचित मात्रा में हाइड्राज़ीन मिलाना आवश्यक है; साथ ही, अमोनिया जल का उपयोग करके बॉयलर के पानी का pH मान 10 से ऊपर रखना आवश्यक है। ； (3) नाइट्रोजन भरते समय, बॉयलर के भाप-पानी प्रणाली में सभी वाल्व बंद रखने चाहिए; ताकि बॉयलर से कोई रिसाव न हो। ； यदि कोई लीकेज हो, तो उसे तुरंत ठीक कर देना चाहिए; ताकि नाइट्रोजन की मात्रा अत्यधिक कम न हो जाए, एवं नाइट्रोजन का दबाव बनाए रखना संभव रहे। http://www.chemicalsafety.org.cn/uploads/allimg/161227/1429455232-4.jpg
बॉयलर की सुरक्षा हेतु उपायों का चयन
बॉयलर की सुरक्षा हेतु उपायों का चयन, बॉयलर की संरचना, इसके उपयोग में आने का समय, एवं जंग-रोधी उपायों की आवश्यकताओं के आधार पर किया जाना चाहिए। नीचे दी गई तालिका में ऐसे उपायों का विवरण दिया गया है:
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