سنتھیٹک امونیا کی پیداوار سے متعلق ہفتہ وار موضوع: درمیانی درجہ حرارت والے کیٹالسٹ کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانے اور ریڈکشن کے عمل کو ہوا، بھاپ کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانے، اور گیس کے ذریعہ ریڈکشن جیسے مختلف مراحل میں کیوں تق
Thread Content
درمیانی درجہ حرارت والے کیٹالسٹوں میں، درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کے عمل میں، ہوا کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانا، بھاپ کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانا، اور گیس/بھاپ کے ذریعہ کم کرنا – ایسے مختلف مراحل کیوں ضروری ہیں؟ فورم کے قواعد کے مطابق، براہِ کرم تمام صارفین جواب دیتے وقت خفیہ طور پر جواب نہ دیں!
پہلے ہمارے پاس درمیانی درجہ حرارت والے تبدیلی کے عمل کے لئے جلنے والے بھٹے اور ہوا کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانے کا نظام موجود تھا، لیکن سال 1999 میں الیکٹرک ہیٹر استعمال کرنا شروع کیا گیا، جس کے بعد براہِ راست نائٹروجن کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھایا جانے لگا، جس سے کام آسان اور محفوظ ہو گیا۔ سال 2001 میں اسے “درمیانی-کم” موڈ میں تبدیل کیا گیا، اور سال 2007 میں اسے مکمل “کم” موڈ میں تبدیل کر دیا گیا۔
پہلے ہوا کی مدد سے درجہ حرارت کو تقریباً 120 ڈگری تک لایا جاتا ہے، کیونکہ براہِ راست بھاپ کے استعمال سے کیٹالسٹ پر برف جم جاتی ہے، جس سے کیٹالسٹ خراب ہو جاتا ہے۔ مزید بھاپ شامل کریں، تاکہ درجہ حرارت تقریباً 330 سے 360 ڈگری تک پہنچ جائے۔ آخر میں آہستہ آہستہ گیس شامل کی جاتی ہے، یہ کام کافی مشکل ہے؛ اگر اس پر مناسب کنٹرول نہ رکھا گیا تو کیٹالسٹ جل سکتا ہے۔
عام طور پر ہوا کا استعمال کرکے درجہ حرارت تقریباً 150 تک لایا جاتا ہے، بعد میں بھاپ کا استعمال شروع کیا جاتا ہے۔ اس صورت میں اگر پھر سے ہوا کا استعمال کیا جائے تو اس سے کیٹالسٹ کی سرگرمی متأثر ہوتی ہے، لہذا آخر میں گیس کا استعمال کیا جاتا ہے۔
مڈل ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ، دراصل آئرن آکسائیڈ آف ڈائی آئرن کو بنیاد بنا کر تیار کیا جانے والا آئرن-کروم کیٹالسٹ ہے۔ اس میں خود کوئی کیٹالیٹک خصوصیات نہیں ہوتیں؛ لہذا اسے پیدا کرنے سے قبل اسے پہلے “سپائرالائٹ” میں تبدیل کرنا ضروری ہے، یعنی آئرن آکسائیڈ آف ٹرائی آئرن میں تبدیل کرنا ضروری ہے، تب ہی اس میں اعلیٰ کیٹالیٹک خصوصیات پائی جاتی ہیں۔ اس کی تخفیف کے لئے، سیمی ہائڈروجن گیس میں موجود CO اور H2 کا استعمال کیا جاتا ہے۔ تخفیف کے ردِعمل درج ذیل ہیں:
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q
3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O + Q
**تخفیف سے قبل کی تیاریاں:**
1. استعمال ہونے والے کیٹالسٹ کی خصوصیات کے مطابق، مناسب درجہ حرارت کا منصوبہ تیار کیا جاتا ہے؛ درجہ حرارت کا گراف بنایا جاتا ہے، آپریشن سے متعلق ریکارڈ رکھے جاتے ہیں۔ ساتھ ہی الیکٹرک فرنیچر اور آلات کی جانچ کی جاتی ہے، تاکہ یقین ہو سکے کہ وہ صحیح حالت میں ہیں، اس کے بعد ہی تخفیف کا عمل شروع کیا جاتا ہے۔ 2۔ سسٹم کے اندر موجود تمام بلائنڈ پلیٹس کی جانچ کریں کہ آیا وہ ہٹا دی گئی ہیں یا نہیں، سسٹم کو صاف کیا گیا ہے یا نہیں، پریشر ٹیسٹ کے نتائج درست ہیں یا نہیں، اور سسٹم کے اندر موجود تمام والوز کی حالت درست ہے یا نہیں۔ 3، کیٹالسٹ کے ذریعہ درجہ حرارت کو کم کرنے کے عمل میں، مختلف ذمہ داریاں واضح طور پر تقسیم کی جانی چاہئیں؛ بھٹی کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کا کام ایسے ماہر افراد کے سپرد ہونا چاہیے جو اس کام میں دوم، درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کا طریقہ: پہلے الیکٹرک فرنس کے ہیٹر سے حاصل ہونے والی گرم ہوا کا استعمال کرکے درجہ حرارت بڑھایا جاتا ہے، پھر اس میں سیمی ہائڈروجن گیس شامل کرکے کم کیا جاتا ہے۔ پورے درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کے عمل کو تین مراحل میں تقسیم کیا جاتا ہے: ہوا کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانا، بھاپ کے ذریعہ تبدیلی، اور CO کے ذریعہ کم کرنا۔ 2۔ درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کے عمل اور طریقوں کا تعین کریں، تاکہ یہ عمل بغیر کسی رکاوٹ کے جاری رہ سکے۔ درجہ حرارت بڑھانے سے قبل تمام تیاریاں مکمل کرنے کے بعد، ہوا کو تبدیلی کے نظام میں بھیجا جا سکتا ہے۔ ۳، روٹز مشین یا کمپریسر کو چالو کریں، تاکہ زیادہ سے زیادہ مقدار میں ہوا گرمی کے عمل سے گزر سکے۔ ہوا کی رفتار 200–300 NM3/hm3 ہونی چاہیے۔ بجلی سے چلنے والے بھٹی کے خروجی درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو برقرار رکھتے ہوئے، ہوا کی رفتار جتنی زیادہ ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔ وینٹس کو مکمل طور پر کھول دیں، تاکہ سسٹم کا دباؤ جتنا کم ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔ 4- ایک سیٹ الیکٹرک فرنیس بھیج کر ہوا کو گرم کرنے کا عمل شروع کیا جائے۔ الیکٹرک فرنس کے آؤٹ پٹ پر درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو سختی سے منصوبے کے مطابق کنٹرول کرنا ضروری ہے؛ درجہ حرارت بہت زیادہ نہیں ہونا چاہیے، اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بھی بہت تیز نہیں ہونی الیکٹرک فرنس کے آؤٹ پٹ درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو کنٹرول کرنے کا طریقہ، گیس کی مقدار میں تبدیلی اور الیکٹرک فرنس کی طاقت کو ایڈجسٹ کرنے سے ممکن ہے۔ اس عمل میں سب سے پہلے زیادہ ہوا کی رفتار کو یقینی بنایا جاتا ہے، اور اس کے بعد الیکٹرک فرنس کی طاقت کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ 5- کیٹالسٹ لیئر میں محوری درجہ حرارت کے فرق کو جہاں تک ممکن ہو، کم کیا جانا چاہیے؛ مناسب درجہ حرارت کا فرق 50 سے 80 ڈگری سیلسیس کے درمیان ہونا چاہیے۔ 120℃ کا مستقل درجہ حرارت، بنیادی طور پر کیٹالسٹ لیئر میں محوری درجہ حرارت کے فرق کو کم کرنے میں مددگار ثابت ہوتا ہے؛ اس سے آزاد پانی آہستہ آہستہ بخارات بن کر نکل جاتا ہے، جس سے کیٹالسٹ کا درجہ حرارت مستحکم رہتا ہے، اور کیٹالسٹ کی مضبوطی برقرار رہتی ہے۔ 200℃ کے مستقل درجہ حرارت پر، کیٹالسٹ لیئر کا کم سے کم درجہ حرارت بھاپ کے رساؤ کے نقطہ سے 20℃ زیادہ ہونا چاہیے۔ جب سسٹم کا دباؤ 0.05–0.1 MPa ہو، تو کیٹالسٹ کا کم سے کم درجہ حرارت 120–130℃ سے زیادہ ہونا چاہیے؛ تاکہ بھاپ کی جگہ لینے کے لئے مناسب درجہ حرارت فراہم ہو سکے۔ مستقل درجہ حرارت پر کام کرنے سے، سب سے پہلے بڑی مقدار میں بھاپ فراہم ہوتی دوسری بات یہ ہے کہ الیکٹرک فرنس کی طاقت کو مناسب طریقے سے کنٹرول کیا جائے؛ فرنس کے آؤٹ پٹ کا درجہ حرارت لازماً اس حد میں ہی رہنا چاہیے جو منصوبے میں مقرر کی گئی ہے۔ عام طور پر، کیٹالسٹ کے کم سے کم درجہ حرارت کو بڑھانے کے لئے فرنس کے آؤٹ پٹ کے درجہ حرارت کو زیادہ بڑھانے کی کوشش نہیں کی جانی چاہیے۔ 6۔ جب کیٹالسٹ لیئر کا کم سے کم درجہ حرارت بخارات کے نقطہ انحلال سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو اس صورت میں بخارات کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھایا جا سکتا ہے۔ ہوا کو بھاپ میں تبدیل کرنے کے عمل میں، الیکٹرک فرنیس کی حفاظت پر خصوصی توجہ دینی ضروری ہے، تاکہ درجہ حرارت میں استحکام برقرار رہے، اور روٹرز اور کمپریسر بھی بغیر کسی خطرے کے صحیح طریقے سے کام کرتے رہیں۔ سسٹم میں دباؤ کو بہت زیادہ ہونے کی اجازت نہیں ہے، اور سسٹم میں پانی کی موجودگی بھی ممنوع ہے، خصوصاً کیٹالسٹ لیئر میں۔ بجلی سے چلنے والے بھٹی کے آؤٹ پٹ کے درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو برقرار رکھتے ہوئے، نظام کے دباؤ کو جتنا ممکن ہو کم رکھنے کے لئے، بھاپ کی مقدار کو کم رکھنا بہتر ہے۔ بھاپ کے ذریعہ، درجہ حرارت بڑھانے والے نظام کے تمام آلات اور پائپ لائنوں میں موجود ہوا کو مکمل طور پر خارج کر دینا چاہیے (اس میں ثانوی لائنیں اور آلات کے نچلے حصے جیسے دور دراز کے علاقے بھی شامل ہیں)۔ اگر الٹے عمل کے ذریعہ تبدیلی کرنی ہو، تو بجلی سے چلنے والے بھٹیوں میں ہونے والی تبدیلیوں پر خصوصی توجہ دینی ضروری ہے؛ تاکہ بھٹی کے آؤٹ لیٹ سے نکلنے والی گرمی میں استحکام برقرار رہے۔ گیسوں کے الٹ بہاؤ سے بھی اجتن سسٹم کے مختلف حصوں سے پیدا ہونے والے بخارات کو باقاعدگی سے نکالنا ضروری ہ 7، بھاپ کے ذریعہ درجہ حرارت میں اضافہ مکمل ہونے کے بعد، جب درجہ حرارت مستحکم ہو جائے اور نظام میں آکسیجن کی مقدار 0.5٪ سے کم ہو جائے، تو اس وقت کیٹالسٹ کے ذریعہ تخفیف کا عمل شروع کیا جا سکتا ہے۔ سسٹم میں نیم پانی والی گیس فراہم کرنے کے لئے کم دباؤ والے کمپریسروں کا استعمال بہتر ہے۔ عام طور پر کمپریسروں سے خارج ہونے والے گیس کا دباؤ تقریباً 0.05 سے 0.1 MPa ہوتا ہے۔ اگر روٹز مشین کا استعمال کیا جائے، تو روٹز مشین کے محفوظ طریقے سے کام کرنے کی شرط کے تحت، دباؤ کو زیادہ سے زیادہ رکھنا ضروری ہے، تاکہ گیس درجہ حرارت بڑھانے والے سسٹم میں داخل ہو سکے۔ اگر گیس کو کم کرنے والے والوز بہت بڑے ہوں، تو گیس کی مقدار کو زیادہ درست طریقے سے کنٹرول کرنے کے لئے چھوٹی پائپ لائنوں کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔ 8، زیادہ بھاپ کی مقدار کے ساتھ، بہت کم مقدار میں گیس شامل کی جانی چاہیے۔ کیٹالسٹ کی ریڈکشن کے عمل کو شروع کرتے وقت، آپریٹر کو بہت احتیاط برتنی چاہیے؛ تاکہ ریڈکشن کی رفتار بہت تیز نہ ہو جائے، اور درجہ حرارت بھی زیادہ نہ بڑھ جائے۔ کیٹالسٹ کے ذریعہ خام مواد کو کم کرنے کا عمل طویل ہونا چاہیے، یعنی یہ وقت 30 منٹ سے زیادہ جب گیس کی مقدار کو بڑھانے کے متعدد طریقے موجود ہوں، تو ہر بار صرف ایک ہی طریقہ استعمال کرنا بہتر ہے۔ شروعاتی مرحلے میں، بھاپ/گیس کا تناسب 5:1 سے زیادہ ہونا چاہیے۔ کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے کے دوران، اگر کیٹالسٹ کا درجہ حرارت بہت تیزی سے بڑھ جائے، تو مناسب وقت پر گیس کی مقدار کو کم کرکے بھاپ کی مقدار کو بڑھانا ضروری ہے۔ کیٹالسٹ لیئر میں اچانک اضافے کو کنٹرول کرنے کے لئے، درآمد شدہ گرمی کی سطح کو تبدیل کرنا، اور گیس کی ثانوی لائنوں کا استعمال کرکے دیگر حصوں میں درآمد ہونے والی گرمی کی سطح کو کم کرنا ضروری ہے۔ مناسب حالات میں، متعلقہ بھاپ کی لائنوں اور **نمی پیدا کرنے والے ٹھنڈک دینے کے طریقوں کا استعمال کرکے، کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں تیز اضافے کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ کیٹالسٹ کی تخفیف کے مرحلے میں، ردِعمل کے صحیح طریقے سے وقوع پذیر ہونے کے لئے زیادہ مقدار میں بھاپ استعمال کی جاتی ہے؛ تاکہ کیٹالسٹ کے تخفیف کا درجہ حرارت اور رفتار قابو میں رہے۔ اس سے کیٹالسٹ کی زیادہ تخفیف سے بچا جاسکتا ہے، اور ثانوی ردِعملوں کو کم کیا جاسکتا ہے۔ ۹- ریڈکشن کے مرحلے میں، الیکٹرک فرنس کے آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت آہستہ آہستہ 300°C تک بڑھایا جانا چاہیے، اور اسے 300±10°C کی حد میں برقرار رکھنا ضروری ہے۔ اس سے الیکٹرک فرنس کے آؤٹ لیٹ کے درجہ حرارت میں ہونے والی تغیرات کی وجہ سے کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں بھی بہت زیادہ تغیرات نہیں ہوں گے۔ 10- کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے اور اس کی کمی کے دوران، یہ ضروری ہے کہ حرارت پیدا کرنے والے مادے کو بالواسطہ راستے سے نہ بھیجا جائے، بلکہ اسے براہِ راست دوسرے یا تیسرے کیٹالسٹ تک پہنچایا جائے۔ ۱۱- یقینی بنایا جائے کہ سیمی واٹر گیس میں O2 کی مقدار ۰.5٪ سے کم رہے؛ ریڈکشن کے مرحلے میں، فرنس کے داخلی اور خارجی گیسوں کی ترکیب کا تفصیلی تجزیہ ضروری ہے۔ 12- ریڈکشن کے عمل کے دوران درجہ حرارت، معمول کے آپریشنل درجہ حرارت 450 ڈگری سیلسیس سے تھوڑا کم ہونا چاہیے۔ جب کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت 450 ڈگری سیلسیس کے قریب پہنچ جائے، تو اس درجہ حرارت کو 4 گھنٹوں تک برقرار رکھنا ضروری ہے، تاکہ کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت مستحکم ہو جائے۔ جب ہوا میں CO کی مقدار معمول کے پیداواری معیارات کے مطابق ہو جائے، تو ریڈکشن کا عمل مکمل ہو جاتا ہے۔ اس کے بعد، خام گیس اور بھاپ کی مقدار بتدریج بڑھائی گئی، تاکہ عام پیداواری عمل دوبارہ شروع ہو سکے۔
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q
3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O + Q
**تخفیف سے قبل کی تیاریاں:**
1. استعمال ہونے والے کیٹالسٹ کی خصوصیات کے مطابق، مناسب درجہ حرارت کا منصوبہ تیار کیا جاتا ہے؛ درجہ حرارت کا گراف بنایا جاتا ہے، آپریشن سے متعلق ریکارڈ رکھے جاتے ہیں۔ ساتھ ہی الیکٹرک فرنیچر اور آلات کی جانچ کی جاتی ہے، تاکہ یقین ہو سکے کہ وہ صحیح حالت میں ہیں، اس کے بعد ہی تخفیف کا عمل شروع کیا جاتا ہے۔ 2۔ سسٹم کے اندر موجود تمام بلائنڈ پلیٹس کی جانچ کریں کہ آیا وہ ہٹا دی گئی ہیں یا نہیں، سسٹم کو صاف کیا گیا ہے یا نہیں، پریشر ٹیسٹ کے نتائج درست ہیں یا نہیں، اور سسٹم کے اندر موجود تمام والوز کی حالت درست ہے یا نہیں۔ 3، کیٹالسٹ کے ذریعہ درجہ حرارت کو کم کرنے کے عمل میں، مختلف ذمہ داریاں واضح طور پر تقسیم کی جانی چاہئیں؛ بھٹی کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کا کام ایسے ماہر افراد کے سپرد ہونا چاہیے جو اس کام میں دوم، درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کا طریقہ: پہلے الیکٹرک فرنس کے ہیٹر سے حاصل ہونے والی گرم ہوا کا استعمال کرکے درجہ حرارت بڑھایا جاتا ہے، پھر اس میں سیمی ہائڈروجن گیس شامل کرکے کم کیا جاتا ہے۔ پورے درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کے عمل کو تین مراحل میں تقسیم کیا جاتا ہے: ہوا کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھانا، بھاپ کے ذریعہ تبدیلی، اور CO کے ذریعہ کم کرنا۔ 2۔ درجہ حرارت بڑھانے اور کم کرنے کے عمل اور طریقوں کا تعین کریں، تاکہ یہ عمل بغیر کسی رکاوٹ کے جاری رہ سکے۔ درجہ حرارت بڑھانے سے قبل تمام تیاریاں مکمل کرنے کے بعد، ہوا کو تبدیلی کے نظام میں بھیجا جا سکتا ہے۔ ۳، روٹز مشین یا کمپریسر کو چالو کریں، تاکہ زیادہ سے زیادہ مقدار میں ہوا گرمی کے عمل سے گزر سکے۔ ہوا کی رفتار 200–300 NM3/hm3 ہونی چاہیے۔ بجلی سے چلنے والے بھٹی کے خروجی درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو برقرار رکھتے ہوئے، ہوا کی رفتار جتنی زیادہ ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔ وینٹس کو مکمل طور پر کھول دیں، تاکہ سسٹم کا دباؤ جتنا کم ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔ 4- ایک سیٹ الیکٹرک فرنیس بھیج کر ہوا کو گرم کرنے کا عمل شروع کیا جائے۔ الیکٹرک فرنس کے آؤٹ پٹ پر درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو سختی سے منصوبے کے مطابق کنٹرول کرنا ضروری ہے؛ درجہ حرارت بہت زیادہ نہیں ہونا چاہیے، اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بھی بہت تیز نہیں ہونی الیکٹرک فرنس کے آؤٹ پٹ درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو کنٹرول کرنے کا طریقہ، گیس کی مقدار میں تبدیلی اور الیکٹرک فرنس کی طاقت کو ایڈجسٹ کرنے سے ممکن ہے۔ اس عمل میں سب سے پہلے زیادہ ہوا کی رفتار کو یقینی بنایا جاتا ہے، اور اس کے بعد الیکٹرک فرنس کی طاقت کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ 5- کیٹالسٹ لیئر میں محوری درجہ حرارت کے فرق کو جہاں تک ممکن ہو، کم کیا جانا چاہیے؛ مناسب درجہ حرارت کا فرق 50 سے 80 ڈگری سیلسیس کے درمیان ہونا چاہیے۔ 120℃ کا مستقل درجہ حرارت، بنیادی طور پر کیٹالسٹ لیئر میں محوری درجہ حرارت کے فرق کو کم کرنے میں مددگار ثابت ہوتا ہے؛ اس سے آزاد پانی آہستہ آہستہ بخارات بن کر نکل جاتا ہے، جس سے کیٹالسٹ کا درجہ حرارت مستحکم رہتا ہے، اور کیٹالسٹ کی مضبوطی برقرار رہتی ہے۔ 200℃ کے مستقل درجہ حرارت پر، کیٹالسٹ لیئر کا کم سے کم درجہ حرارت بھاپ کے رساؤ کے نقطہ سے 20℃ زیادہ ہونا چاہیے۔ جب سسٹم کا دباؤ 0.05–0.1 MPa ہو، تو کیٹالسٹ کا کم سے کم درجہ حرارت 120–130℃ سے زیادہ ہونا چاہیے؛ تاکہ بھاپ کی جگہ لینے کے لئے مناسب درجہ حرارت فراہم ہو سکے۔ مستقل درجہ حرارت پر کام کرنے سے، سب سے پہلے بڑی مقدار میں بھاپ فراہم ہوتی دوسری بات یہ ہے کہ الیکٹرک فرنس کی طاقت کو مناسب طریقے سے کنٹرول کیا جائے؛ فرنس کے آؤٹ پٹ کا درجہ حرارت لازماً اس حد میں ہی رہنا چاہیے جو منصوبے میں مقرر کی گئی ہے۔ عام طور پر، کیٹالسٹ کے کم سے کم درجہ حرارت کو بڑھانے کے لئے فرنس کے آؤٹ پٹ کے درجہ حرارت کو زیادہ بڑھانے کی کوشش نہیں کی جانی چاہیے۔ 6۔ جب کیٹالسٹ لیئر کا کم سے کم درجہ حرارت بخارات کے نقطہ انحلال سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو اس صورت میں بخارات کے ذریعہ درجہ حرارت بڑھایا جا سکتا ہے۔ ہوا کو بھاپ میں تبدیل کرنے کے عمل میں، الیکٹرک فرنیس کی حفاظت پر خصوصی توجہ دینی ضروری ہے، تاکہ درجہ حرارت میں استحکام برقرار رہے، اور روٹرز اور کمپریسر بھی بغیر کسی خطرے کے صحیح طریقے سے کام کرتے رہیں۔ سسٹم میں دباؤ کو بہت زیادہ ہونے کی اجازت نہیں ہے، اور سسٹم میں پانی کی موجودگی بھی ممنوع ہے، خصوصاً کیٹالسٹ لیئر میں۔ بجلی سے چلنے والے بھٹی کے آؤٹ پٹ کے درجہ حرارت اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار کو برقرار رکھتے ہوئے، نظام کے دباؤ کو جتنا ممکن ہو کم رکھنے کے لئے، بھاپ کی مقدار کو کم رکھنا بہتر ہے۔ بھاپ کے ذریعہ، درجہ حرارت بڑھانے والے نظام کے تمام آلات اور پائپ لائنوں میں موجود ہوا کو مکمل طور پر خارج کر دینا چاہیے (اس میں ثانوی لائنیں اور آلات کے نچلے حصے جیسے دور دراز کے علاقے بھی شامل ہیں)۔ اگر الٹے عمل کے ذریعہ تبدیلی کرنی ہو، تو بجلی سے چلنے والے بھٹیوں میں ہونے والی تبدیلیوں پر خصوصی توجہ دینی ضروری ہے؛ تاکہ بھٹی کے آؤٹ لیٹ سے نکلنے والی گرمی میں استحکام برقرار رہے۔ گیسوں کے الٹ بہاؤ سے بھی اجتن سسٹم کے مختلف حصوں سے پیدا ہونے والے بخارات کو باقاعدگی سے نکالنا ضروری ہ 7، بھاپ کے ذریعہ درجہ حرارت میں اضافہ مکمل ہونے کے بعد، جب درجہ حرارت مستحکم ہو جائے اور نظام میں آکسیجن کی مقدار 0.5٪ سے کم ہو جائے، تو اس وقت کیٹالسٹ کے ذریعہ تخفیف کا عمل شروع کیا جا سکتا ہے۔ سسٹم میں نیم پانی والی گیس فراہم کرنے کے لئے کم دباؤ والے کمپریسروں کا استعمال بہتر ہے۔ عام طور پر کمپریسروں سے خارج ہونے والے گیس کا دباؤ تقریباً 0.05 سے 0.1 MPa ہوتا ہے۔ اگر روٹز مشین کا استعمال کیا جائے، تو روٹز مشین کے محفوظ طریقے سے کام کرنے کی شرط کے تحت، دباؤ کو زیادہ سے زیادہ رکھنا ضروری ہے، تاکہ گیس درجہ حرارت بڑھانے والے سسٹم میں داخل ہو سکے۔ اگر گیس کو کم کرنے والے والوز بہت بڑے ہوں، تو گیس کی مقدار کو زیادہ درست طریقے سے کنٹرول کرنے کے لئے چھوٹی پائپ لائنوں کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔ 8، زیادہ بھاپ کی مقدار کے ساتھ، بہت کم مقدار میں گیس شامل کی جانی چاہیے۔ کیٹالسٹ کی ریڈکشن کے عمل کو شروع کرتے وقت، آپریٹر کو بہت احتیاط برتنی چاہیے؛ تاکہ ریڈکشن کی رفتار بہت تیز نہ ہو جائے، اور درجہ حرارت بھی زیادہ نہ بڑھ جائے۔ کیٹالسٹ کے ذریعہ خام مواد کو کم کرنے کا عمل طویل ہونا چاہیے، یعنی یہ وقت 30 منٹ سے زیادہ جب گیس کی مقدار کو بڑھانے کے متعدد طریقے موجود ہوں، تو ہر بار صرف ایک ہی طریقہ استعمال کرنا بہتر ہے۔ شروعاتی مرحلے میں، بھاپ/گیس کا تناسب 5:1 سے زیادہ ہونا چاہیے۔ کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے کے دوران، اگر کیٹالسٹ کا درجہ حرارت بہت تیزی سے بڑھ جائے، تو مناسب وقت پر گیس کی مقدار کو کم کرکے بھاپ کی مقدار کو بڑھانا ضروری ہے۔ کیٹالسٹ لیئر میں اچانک اضافے کو کنٹرول کرنے کے لئے، درآمد شدہ گرمی کی سطح کو تبدیل کرنا، اور گیس کی ثانوی لائنوں کا استعمال کرکے دیگر حصوں میں درآمد ہونے والی گرمی کی سطح کو کم کرنا ضروری ہے۔ مناسب حالات میں، متعلقہ بھاپ کی لائنوں اور **نمی پیدا کرنے والے ٹھنڈک دینے کے طریقوں کا استعمال کرکے، کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں تیز اضافے کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ کیٹالسٹ کی تخفیف کے مرحلے میں، ردِعمل کے صحیح طریقے سے وقوع پذیر ہونے کے لئے زیادہ مقدار میں بھاپ استعمال کی جاتی ہے؛ تاکہ کیٹالسٹ کے تخفیف کا درجہ حرارت اور رفتار قابو میں رہے۔ اس سے کیٹالسٹ کی زیادہ تخفیف سے بچا جاسکتا ہے، اور ثانوی ردِعملوں کو کم کیا جاسکتا ہے۔ ۹- ریڈکشن کے مرحلے میں، الیکٹرک فرنس کے آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت آہستہ آہستہ 300°C تک بڑھایا جانا چاہیے، اور اسے 300±10°C کی حد میں برقرار رکھنا ضروری ہے۔ اس سے الیکٹرک فرنس کے آؤٹ لیٹ کے درجہ حرارت میں ہونے والی تغیرات کی وجہ سے کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں بھی بہت زیادہ تغیرات نہیں ہوں گے۔ 10- کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے اور اس کی کمی کے دوران، یہ ضروری ہے کہ حرارت پیدا کرنے والے مادے کو بالواسطہ راستے سے نہ بھیجا جائے، بلکہ اسے براہِ راست دوسرے یا تیسرے کیٹالسٹ تک پہنچایا جائے۔ ۱۱- یقینی بنایا جائے کہ سیمی واٹر گیس میں O2 کی مقدار ۰.5٪ سے کم رہے؛ ریڈکشن کے مرحلے میں، فرنس کے داخلی اور خارجی گیسوں کی ترکیب کا تفصیلی تجزیہ ضروری ہے۔ 12- ریڈکشن کے عمل کے دوران درجہ حرارت، معمول کے آپریشنل درجہ حرارت 450 ڈگری سیلسیس سے تھوڑا کم ہونا چاہیے۔ جب کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت 450 ڈگری سیلسیس کے قریب پہنچ جائے، تو اس درجہ حرارت کو 4 گھنٹوں تک برقرار رکھنا ضروری ہے، تاکہ کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت مستحکم ہو جائے۔ جب ہوا میں CO کی مقدار معمول کے پیداواری معیارات کے مطابق ہو جائے، تو ریڈکشن کا عمل مکمل ہو جاتا ہے۔ اس کے بعد، خام گیس اور بھاپ کی مقدار بتدریج بڑھائی گئی، تاکہ عام پیداواری عمل دوبارہ شروع ہو سکے۔
پہلے ہوا کی مدد سے درجہ حرارت کو تقریباً 120 ڈگری تک لایا جاتا ہے، کیونکہ براہِ راست بھاپ کے استعمال سے کیٹالسٹ پر برف جم جاتی ہے، جس سے کیٹالسٹ خراب ہو جاتا ہے۔ مزید بھاپ شامل کریں، تاکہ درجہ حرارت تقریباً 330 سے 360 ڈگری تک پہنچ جائے۔ آخر میں آہستہ آہستہ گیس شامل کی جاتی ہے، یہ کام کافی مشکل ہے؛ اگر اس پر مناسب کنٹرول نہ رکھا گیا تو کیٹالسٹ جل سکتا ہے۔
قدرتی گیس کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر امونیا تیار کیا جاتا ہے۔ اس عمل میں، کیٹالسٹ کو گرم کرنے کے لئے پہلے N2 کو گردش دے کر اس کے درجہ حرارت کو بخارات کے گھلنے کے درجہ حرارت سے اوپر لایا جاتا ہے، پھر اس مخلوط گیس کو براہ راست دوسرے مرحلے کے کنورشن فرنس میں بھیجا جاتا ہے، تاکہ کیٹالسٹ مکمل طور پر گرم ہو جائے۔ بے شک، اس آلے میں N2 کے گردشی نظام کے لئے مناسب ساختی ڈھانچہ موجود ہے، اور N2 کی فراوانی بھی ضروری ہے۔
مڈل ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کی سرگرمی کی خوبی یا برائی، براہِ راست مڈل ٹرانسفارمیشن سسٹم کے مستحکم کام کرنے پر اثر ڈالتی ہے؛ یہ توانائی کی بچت اور سسٹم کے مستحکم کام کرنے کے لئے بھی اہم ہے۔ صرف اسی صورت میں مڈل ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر ڈالنے والے عوامل کا درست تجزیہ کرکے، استعمال کے دوران مناسب حفاظتی اقدامات اختیار کرنے سے ہی کیٹالسٹ اپنا بہترین کام انجام دے سکتا ہے، جس سے اس کی عمر میں اضافہ ہوتا ہے اور پیداواری لاگت کم ہوتی ہے۔ ایک، درجہ حرارت کا کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر:
1- کیٹالسٹ کی تہہ کے درجہ حرارت میں بڑی تبدیلیاں، ایک طرف تو کیٹالسٹ کے کرسٹلوں پر دباؤ پیدا کرتی ہیں؛ کیوں کہ درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے کرسٹلوں کی ساخت میں تبدیلی آتی ہے۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو کرسٹلوں کی ساخت پھیل جاتی ہے۔ ； جب درجہ حرارت کم ہوتا ہے، تو کرسٹل کی ساخت سکڑ جاتی ہے۔ مسلسل تبدیلیوں کی وجہ سے کیٹالسٹ کی مضبوطی میں کمی واقع ہوتی ہے، اور فعال مراکز کی تعداد بھی کم ہوتی جاتی ہے۔ دوسری جانب، کیٹالسٹ کے مائکروپورسوں میں گیس، درجہ حرارت میں تغیرات کی وجہ سے پھولتی اور سکڑتی رہتی ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی مضبوطی کم ہو جاتی ہے۔ مضبوطی کم ہونے کی وجہ سے کیٹالسٹ کے کچھ حصے ٹوٹ کر بکھر جاتے ہیں، جس سے گیس کا کیٹالسٹ کے اندر پھیلاؤ متاثر ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں گیس کا بہاؤ متاثر ہوکر کیٹالسٹ کی کارکردگی بری طرح متأثر ہو جاتی ہے۔ 2۔ معمول کی پیداواری عمل کے دوران، اگر درجہ حرارت 560 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہو جائے، تو مڈ-ٹرانزیشن کیٹالسٹ پگھل کر سخت ہو جاتا ہے؛ اس کے نتیجے میں اس کی سرگرمی ختم ہو جاتی ہے، اور بہت زیادہ گیسیں پیدا ہونے لگتی ہیں، جس سے اس کی سرگرمی مزید کم ہو جاتی ہے۔ جب کارکردگی کا درجہ حرارت 510°C سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو Fe3O4 نامی فعال جزو، Fe میں تبدیل ہونے لگتا ہے۔ درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، ردِعمل کی توازنی مستقلیت بھی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور Fe کی مقدار بھی زیادہ ہوگی؛ جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ اس کا ردِعمل درج ذیل ہے: Fe3O4 + H2 → 3Fe + 4H2O + Q۔ پیداواری عمل کے دوران درجہ حرارت میں تغیر یا پانی کی موجودگی کی وجہ سے، کیٹالسٹ کی سطح یا اس کے مائکروپورسوں کی سطح پر بخارات جم جاتے ہیں۔ پانی کے زیادہ بخارات ہونے کی وجہ سے کرسٹلی ڈھانچہ خراب ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ بہت زیادہ ٹوٹ جاتا ہے اور اس کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ دوم، نیم-پانی والی گیس میں آکسیجن کا کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر: Fe3O4، جو کہ درمیانی درجہ حرارت پر کیٹالسٹ کی سرگرمی کا اہم جزو ہے، بہت غیرمستحکم مادہ ہے؛ یہ 50–60 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر ہی Fe2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور اس طرح اس کی کیٹالیٹک خصوصیات ختم ہو جاتی ہیں۔ 4Fe3O4 + O2 → 6Fe2O3، △H = -514 KJ/mol۔ جب نیم-پانی والی گیس میں آکسیجن کی مقدار بڑھ جاتی ہے، تو فعال جزو Fe3O4 آکسیکرن کے عمل سے Fe2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے اس کی فعالیت ختم ہو جاتی ہے۔ جب آکسیجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو Fe2O3 دوبارہ گیس میں موجود H2 یا CO کے ذریعہ Fe3O4 میں تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے اس کی فعالیت بحال ہو جاتی ہے۔ لیکن آکسیجن کی مقدار میں مسلسل تغیرات کی وجہ سے کیٹالسٹ میں موجود آئرن مسلسل آکسیجن جذب اور خارج کرتا رہتا ہے، جس سے آکسیجن کے ایٹموں کے درمیان دافع قوت میں اضافہ یا کمی ہوتی رہتی ہے۔ اس سے کیٹالسٹ کی مضبوطی متاثر ہوتی ہے، اور اس کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، Fe3O4 کی آکسیکرن کی ردِعمل ایک شدید توانائی-خارج کرنے والی ردِعمل ہے؛ ہاف واٹر گیس میں آکسیجن کی مقدار میں صرف 0.1% کا اضافہ ہونے سے بھی بھٹی کا درجہ حرارت بہت بڑھ جاتا ہے۔ اگر اس کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے، تو درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ پیداواری عمل میں، سیمی ہائڈرڈ کوگنیٹ میں ہمیشہ کچھ مقدار میں آکسیجن موجود ہوتی ہے۔ Fe3O4 اور آکسیجن کے درمیان ہونے والا ردِعمل ایک توازنی ردِعمل ہے؛ جہاں بھی آکسیجن موجود ہو، تو 4Fe3O4 + O2 == 6Fe2O3 کا ردِعمل واقع ہوتا ہے، جس سے حرارت پیدا ہوتی ہے۔ اس کی وجہ سے Fe3O4 کی سرگرمی کم ہو جاتی ہے۔ نیز، Fe3O4 کے Fe2O3 میں تبدیل ہونے کے دوران پیدا ہونے والی حرارت (-514 KJ/mol)، CO کی تبدیلی کے دوران پیدا ہونے والی حرارت (CO + H2O == CO2 + H2، △H = -41.19 KJ/mol) سے کہیں زیادہ ہے۔ فیز تبدیلی کے دباؤ اور درجہ حرارت میں تبدیلی کے دباؤ کی وجہ سے، کیٹالسٹ کے ذرات ٹوٹنے لگتے ہیں۔ تیسرا: نیم-پانی والی گیس میں سلفر کی مقدار کا اثر
جب نیم-پانی والی گیس میں H2S کی مقدار 100 ملی گرام/مکعب میٹر سے زیادہ ہوتی ہے، تو کیٹالسٹ سلفر کو جذب کر لیتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ عارضی طور پر غیرفعال ہو جاتا ہے۔ جب گیس کا تناسب بڑھ جاتا ہے یا H2S کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو کیٹالسٹ سلفر کو خارج کر دیتا ہے، جس سے اس کی غیرفعالیت کم ہو جاتی ہے، لیکن یہ مسئلہ مکمل طور پر ختم نہیں ہوتا۔ اس ردِعمل کا فارمولہ درج ذیل ہے:
Fe3O4 + 3H2S + H2 → 3FeS + 4H2O
جب FeS O2 کے ساتھ ردِعمل دیتا ہے، تو درج ذیل ردِعمل ہوتا ہے:
6FeS + 13.5O2 → 2Fe2(SO4)3 + Fe2O3
جب آکسیجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو درج ذیل ردِعمل ہوتا ہے:
FeSO4 + 4H2 → FeO + 3H2O + H2S
FeSO4 + 4CO + H2 → FeO + 3CO2 + H2S
Fe3O4 کرسٹل ڈھانچہ رکھتا ہے، جبکہ FeS ہیکساگونل ڈھانچہ رکھتا ہے۔ ریڈیکشن کے عمل میں، کیٹالسٹ ہیکساگونل ڈھانچہ والے FeS سے کرسٹل ڈھانچہ والے Fe3O4 میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ جب خام گیس میں سلفر کی مقدار بڑھ جاتی ہے، تو کیٹالسٹ پھر کرسٹل ڈھانچہ والے Fe3O4 سے ہیکساگونل ڈھانچہ والے FeS میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ خاص طور پر جب H2S کی مقدار میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، تو یہ عمل بار بار ہوتا رہتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کا ڈھانچہ شدید طور پر خراب ہو جاتا ہے، جس سے کیٹالسٹ ٹوٹ جاتا ہے۔ رپورٹس کے مطابق، اس ردِعمل کی سرگرمی کی نشاندہی کرنے والا عنصر یہ ہے کہ جب H2S کی کثافت 30–100 PPm ہوتی ہے، تو سرگرمی کی شرح K ∝ (H2S)^–0.35 ہوتی ہے۔ ； جب H2S کی کثافت 70 سے 1250 PPm کے درمیان ہوتی ہے، تو سرگرمی کا اشاریہ K∝(H2S)^–0.55 ہوتا ہے۔ چہارم: بھاپ/گیس کے تناسب کا اثر
معمول کی پیداواری عمل میں، بھاپ/گیس کے زیادہ تناسب سے کیٹالسٹ کی سرگرمی پر کوئی واضح اثر نہیں پڑتا۔ لیکن بھاپ/گیس کے تناسب میں تغیرات کی وجہ سے گیس میں سلفر اور آکسیجن کی مقدار میں تبدیلی واقع ہوتی ہے، جس کی وجہ سے “تیسرے” نکتے میں بیان کیے گئے ردِعمل واقع ہوتے ہیں، اور اس طرح کیٹالسٹ کی سرگرمی پر بالواسطہ اثر پڑتا ہے۔ جب سسٹم بند کیا جاتا ہے، اگر پہلے بھاپ بند کر دی جائے، اور دوبارہ شروع کرتے وقت گیس کو زیادہ وقت تک استعمال کیا جائے، تو بھاپ/گیس کا تناسب کم ہو جاتا ہے (＜0.5)، جس کی وجہ سے سینکڑوں PPm کی مقدار میں ثانوی مصنوعات پیدا ہوتی ہیں، اور یہ براہِ راست کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر ڈالتی ہیں۔ کیونکہ کاربن کی الگ تھلگ ہونے کا ردِعمل، اور گہرے درجہ کی کمی کا ردِعمل واقع ہوتا ہے۔ ردِعمل درج ذیل ہیں:
2CO → C + CO2 (1)
CO + Fe3O4 → 3FeO + CO2 (2)
CO + FeO → 3Fe + CO2 (3)
2CO + 3Fe → 3Fe3C + CO2 (4)
ردِعمل (1) میں پیدا ہونے والا کاربن، کیٹالسٹ کے سرگرم راستوں کو بلاک کر دیتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ بےکار ہو جاتا ہے۔ جبکہ ردِعمل (2)، (3)، (4) میں کیٹالسٹ کے سرگرم اجزاء Fe3O4، دیگر ایسے مواد میں تبدیل ہو جاتے ہیں جن سے کیٹالسٹ کی سرگرمی دوبارہ حاصل نہیں کی جا سکتی، اور اس طرح کیٹالسٹ مکمل طور پر بےکار ہو جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر، جب ایسی خام گیسیں جن میں بخارات کی مقدار بہت کم ہوتی ہے، ریڈیوکٹو کیٹالسٹ سے گزرتی ہیں، تو CO کے ساتھ ردِعمل ہوکر کاربن پیدا ہوتا ہے، اور کیٹالسٹ بھی گہری سطح پر ریڈیوکٹ ہو جاتا ہے؛ ساتھ ہی میتھینیشن کا ردِعمل بھی واقع ہوتا ہے۔ CO + 2H2O → CH4 + CO2 – یہ ایک انتہائی توانائی خارج کرنے والا میتھینیفیکشن ردِعمل ہے۔
پانچویں نقطہ: گیسوں کی خصوصیات کا کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر۔
1- ہاف واٹر گیس میں موجود آرسین، فاسفورس، اور کلورائیڈز، کیٹالسٹ کے بنیادی جزو Fe3O4 کے ساتھ ردِعمل کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں آئرن کے آرسینائڈز، فاسفائڈز، اور کلورائیڈز تشکیل پاتے ہیں۔ خاص طور پر آرسینائڈز اور فاسفائڈز کی وجہ سے کیٹالسٹ مستقل طور پر زہریلا ہو جاتا ہے، اور اس کی سرگرمی ختم ہو جاتی ہے۔ 2۔ بھاپ کے ٹھنڈے ہونے سے حاصل ہونے والے پانی میں کیلشیم، میگنیشیم، فاسفیٹ جیسے آئن موجود ہوتے ہیں، اور یہ آئن CO2 کے ساتھ مل کر CaCO3، MgCO3 جیسے مرکبات تشکیل دیتے ہیں۔ یہ مرکبات کیٹالسٹ کی سطح پر سخت نمکی پرتیں بناتے ہیں، جو کیٹالسٹ کی سرگرم سطح پر جمع ہوکر اس کے راستوں کو بند کر دیتے ہیں، جس سے نظام میں رکاوٹیں پیدا ہوتی ہیں۔ Ca2++CO2→CaCO3، Mg2++CO2→MgCO3۔
3- گیس فلٹرنگ ڈیوائسوں کی سادگی کی وجہ سے پیدا ہونے والے منفی اثرات: چونکہ گیس فلٹرنگ ڈیوائسیں بہت سادہ ہیں، لہذا سادہ اسٹیل کے تاروں سے بنے فلٹرز اور کوک کے ذریعہ صرف بڑے ذرات اور کچھ تیل/پانی کے ذرات ہی ہٹائے جاسکتے ہیں۔ سیمی ہائڈروجن گیس میں موجود بڑے ذرات، مشینی تیل، چھوٹے ذرات، سلفائڈ وغیرہ کو بالکل ہی ہٹایا نہیں جاسکتا۔ یہ ذرات کیٹالسٹ کی سطح پر جم جاتے ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی سرگرم سطح کم ہو جاتی ہے، نظام کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اور توانائی کی کھپت بھی بڑھ جاتی ہے۔ طویل مدت تک غیرخالص مواد کے داخل ہونے سے، حرارت کی منتقلی کے آلات میں سنگین رکاوٹیں پیدا ہوتی ہیں، اور وہ خراب بھی ہو جاتے ہیں۔ چھٹا، کیٹالسٹ کی تنصیب: کیٹالسٹ کو بھٹی میں رکھنے سے پہلے اسے الگ نہیں کیا گیا، یا پاؤڈر میں موجود نمی کی وجہ سے پاؤڈر صحیح طریقے سے الگ نہیں ہو سکا؛ جس کی وجہ سے گرد و غبار راستوں کو بلاک کر دیتا ہے، اور اس سے کیٹ اس کے علاوہ، چارج کرتے وقت مناسب طریقے سے سطح کو ہموار نہ کرنے کی وجہ سے کیٹالسٹ کی تہوں میں عدم یکسانیت پیدا ہو جاتی ہے، جس کی وجہ سے گیسوں کا بہاؤ غیرمنصفانہ ہو جاتا ہے۔ نیز، بیڈ لیئر کی سطح پر موجود رزسٹنٹ بالوں کو مناسب طریقے سے ترتیب دینے کی کوشش نہ کرنے کی وجہ سے بھی گیسوں کی تقسیم منصفانہ نہیں ہو پاتی، اور اس کی وجہ ساتویں نکتہ: مڈل ٹرانسفارمر فرنس کی تعمیر کا طریقہ۔ اگر مڈل ٹرانسفارمر فرنس، ہیٹ وال والا فرنس نہ ہو، تو اس کے لئے داخلی حفاظتی اقدامات ضروری ہیں۔ اگر داخلی حفاظتی اقدامات مناسب طریقے سے نہ کئے جائیں، یا حفاظتی مواد کا انتخاب درست نہ ہو، تو فرنس کے اندر موجود حفاظتی پرت سے گیسیں باہر نکل جاتی ہیں۔ ایسی صورت میں، بعد کے عملوں کو مستحکم رکھنے کے لئے بھاپ کی مقدار میں اضافہ کرنا ضروری ہے۔ لیکن بھاپ کی مقدار میں اضافے سے “چوتھے” نکتے میں بیان کیے گئے مسائل پیدا ہو جاتے ہیں، اور توانائی کی کھپت بھی بہت زیادہ بڑھ جاتی ہے۔ مزید برآں، گیس کے رساؤ کی صورت میں، پیداوار کو برقرار رکھنے کے لئے زیادہ بھاپ استعمال کرنے سے گیس کا رساؤ مزید بڑھ جاتا ہے، جس سے سسٹم کی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں سسٹم کی معمول کی پیداوار متاثر ہوتی ہے۔ ہشتم: کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے کے اثرات۔ درمیانی درجہ حرارت والے کیٹالسٹوں میں، درجہ حرارت بڑھانے کے عمل میں، درجہ حرارت بڑھانے کی رفتار، مستقل درجہ حرارت کا دورانیہ، اور ہائڈروجن کی مقدار کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کرنے سے، درجہ حرارت میں غیرمعمولی اتار چڑھاؤ ہو سکتا ہے، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوتی ہے۔ ۱- ہوا کے درجہ حرارت میں اضافے کے اثرات: جب مڈل-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کو ٹکڑوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، تو اس میں رگڑ کم کرنے کے لئے کچھ گریفائٹ شامل کیا جاتا ہے۔ جب مڈل-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ میں 2% گریفائٹ شامل کیا جاتا ہے، تو ہوا کی رفتار 500 ہرٹز کے حالات میں کیٹالسٹ کا درجہ حرارت 515 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتا ہے۔ دوسری جانب، ڈائی ویلنٹ آئرن (Fe3O4، جس کا Fe2O3 کے ساتھ مولر تناسب 1/2 ہے) کے لئے، ہوا کی رفتار 100 ہرٹز کے حالات میں درجہ حرارت 275.8 ڈگری سیلسیس، اور ہوا کی رفتار 500 ہرٹز کے حالات میں یہ درجہ حرارت 195.7 ڈگری سیلسیس ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، CrO3 کے گریفائٹ کے ساتھ نامکمل جلنے سے CO پیدا ہوتا ہے، اور یہ ایک شدید توانائی خارج کرنے والا عمل ہے۔ جب اوپر بیان کیے گئے اضافی درجہ حرارت کے اثرات قابو سے باہر ہو جاتے ہیں، تو اس سے کیٹالسٹ خراب ہو جاتا ہے۔ 2۔ درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بہت زیادہ ہونے، یا مطلوبہ درجہ حرارت پر رکھنے کا وقت کافی نہ ہونے کے اثرات: درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بہت زیادہ ہونے سے کیٹالسٹ کی مضبوطی کم ہو جاتی ہے۔ جبکہ مطلوبہ درجہ حرارت پر رکھنے کا وقت کافی نہ ہونے کی وجہ سے کیٹالسٹ میں موجود پانی صاف نہیں ہو پاتا، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متاثر ہو جاتی ہے۔ ۳- ہائڈروجن کے استعمال سے ریڈکشن کی شرح کو کنٹرول کرنے، اور مناسب گیسوں کا انتخاب نہ کرنے کے اثرات: ہاف واٹر گیس کے استعمال سے ریڈکشن کیا جاتا ہے؛ اس میں CO کی ریڈکشن کی صلاحیت زیادہ ہوتی ہے، لہذا بھٹی کا درجہ حرارت کنٹرول کرنا مشکل ہوتا ہے، اور درجہ حرارت میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے درجہ حرارت زیادہ بڑھ سکتا ہے۔ ردِعمل کے مساوات درج ذیل ہیں:
3Fe2O3 + CO → 3Fe3O4 + CO2، △H = -50.8 KJ/mol
3Fe2O3 + H2 → 3Fe3O4 + H2O، △H = -9.6 KJ/mol
ریڈکشن کے آغاز میں، چونکہ کیٹالسٹ کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے، اگر ریڈکشن کے ردِعمل کے دوران درجہ حرارت کو مستحکم رکھنے کی کوشش کی جائے اور گیسوں کی کثافت کو بڑھانے کی کوشش کی جائے، تو کیٹالسٹ کے اندر گیسیں جمع ہو جاتی ہیں۔ جب درجہ حرارت ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے، تو شدید ردِعمل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کا درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، مڈلیٹری کیٹالسٹ میں کچھ CrO3 بھی موجود ہے؛ ہائڈروجن کے اضافے کے بعد درج ذیل ردِعمل بھی واقع ہوتے ہیں:
2CrO3 + 3CO → Cr2O3 + 3CO2، △H = -808.2 KJ/mol
2CrO3 + 3H2 → Cr2O3 + 3H2O، △H = -647.8 KJ/mol
ان دونوں ردِعملوں سے بہت زیادہ توانائی خارج ہوتی ہے۔ اگر مناسب احتیاط نہ برتی جائے، اور گیسوں کی کثافت کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے، تو درجہ حرارت میں اضافے سے کیٹالسٹ کو شدید نقصان پہنچ سکتا ہے، اور اس کی کارکردگی بہت کم ہو جاتی ہے۔ درمیانی تبدیلی والے کیٹالسٹ کی خصوصیات اور اس کی سرگرمی پر اثرانداز ہونے والے عوامل کی بنیاد پر، اس کی حفاظت کے لئے استعمال کے دوران درج ذیل اقدامات ضروری ہیں: پہلے، کیٹالسٹ کو بھرتے وقت اس کی اچھی طرح جانچ کی جانی چاہیے، اور تکنیکی معیارات کے مطابق ہی کیٹالسٹ کو بھرنا چاہیے؛ تاکہ ایک ہی ٹاور کے مختلف حصوں میں کیٹالسٹ کی کثافت یکساں رہے۔ دوم، کیٹالسٹ کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لئے صاف ہوا کا استعمال ضروری ہے، اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ عام طور پر درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار ہر گھنٹے میں 10 سے 15 ڈگری سیلسیس ہوتی ہے، جبکہ گیس اور بیڈ لیئر کے درمیان درجہ حرارت کا فرق 50 ڈگری سیلسیس سے کم ہوتا ہے۔ چونکہ میڈیم ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کو ٹکڑوں کی شکل دینے کے دوران لُبریکنٹ کے طور پر کچھ گریفائٹ استعمال کیا جاتا ہے، لہذا ہوا کے درجہ حرارت کو اس حد تک بڑھانا ضروری ہے کہ گریفائٹ فعال چینلوں کو بلاک نہ کرے۔ 2C + O2 == 2CO + Q
C + O2 == CO2 + Q
یہ ردِعمل 180°C سے زیادہ درجہ حرارت پر ہی شروع ہوتا ہے، اور اس عمل میں بہت زیادہ توانائی خارج ہوتی ہے۔ لہذا، ہوا کی رفتار کو زیادہ رکھنا ضروری ہے تاکہ ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت کو جلد سے جلد دور کیا جاسکے۔ نیز، درجہ حرارت بڑھانے کے دوران، بہت جلد بھاپ کا استعمال کرنے سے اجتناب کرنا چاہیے؛ ورنہ گریفائٹ کا جلنے کا عمل مکمل نہیں ہوگا، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوگی۔ لیکن دوسری جانب، اس ردِعمل کی وجہ سے درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھنے سے بھی اجتناب کرنا ضروری ہے، ورنہ کیٹالسٹ کی کارکردگی میں کمی واقع ہوگی۔ اس کے علاوہ، درجہ حرارت میں اضافے کے ابتدائی مرحلے میں (120 ڈگری سیلسیس سے پہلے)، کیٹالسٹ میں پانی کا نکلنے کا عمل اور حرارت کی وجہ سے پھیلنے کا عمل بھی ہوتا ہے؛ لہذا اس مرحلے میں درجہ حرارت کو آہستہ آہستہ بڑھانا چاہیے۔ تیسرا، خالص گیس کے استعمال سے ہائڈروجن کے ذریعہ کمپوزیشن کی جاتی ہے؛ کیٹالسٹ کے ذریعہ ہونے والے ردِعمل درج ذیل ہیں:
3Fe2O3 + CO → 3Fe3O4 + CO2، △H = -50.75 KJ/mol
3Fe2O3 + H2 → 3Fe3O4 + H2O، △H = -9.61 KJ/mol
ان ردِعملوں سے معلوم ہوتا ہے کہ CO کی کمپوزیشن کی صلاحیت ہائڈروجن کے مقابلے میں زیادہ ہے؛ CO کے ذریعہ کمپوزیشن کے دوران جو حرارت پیدا ہوتی ہے، وہ ہائڈروجن کے ذریعہ کمپوزیشن کے دوران پیدا ہونے والی حرارت کا 5.29 گنا ہے۔ اگر CO کی مقدار زیادہ ہو (تقریباً 30%)، تو درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا مشکل ہو جاتا ہے، درجہ حرارت میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوتی ہے۔ لہذا، خالص گیس (جس میں CO کی مقدار 4.5% ہو) کے استعمال سے ہی کمپوزیشن کی جانی چاہیے۔ ہائڈروجن کی مدد سے کمپریشن کے ابتدائی مراحل میں، چونکہ درجہ حرارت کم ہوتا ہے، لہذا کمپریشن کا عمل سست رفتاری سے ہوتا ہے۔ اس لیے، کیٹالسٹ کی سطح کے درجہ حرارت میں استحکام پیدا ہونے کے بعد فوراً ہائڈروجن کی کثافت کو بڑھانے کی کوشش نہیں کرنی چاہیے؛ بلکہ ہائڈروجن کی کثافت پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ CO+H2 کی کثافت کو ابتدا میں 0.5%，1%，2% وغیرہ کی سطح پر رکھا جاتا ہے؛ تھرموسٹیٹ لیئر کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ یہ کثافت بتدریج بڑھتی جاتی ہے۔ بہتر یہ ہے کہ “ستحکام کا طریقہ” استعمال کیا جائے، کیوں کہ یہ زیادہ محفوظ ہے۔ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، گیسوں کی رفتار کو 200–300 Nm3/hr/m3 کے درمیان رکھنا بہتر ہے (کیٹالسٹ کے لحاظ سے)۔ کمپریشن کا درجہ حرارت تقریباً 430 ڈگری سیلسیس پر رکھا جاتا ہے، اور کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت 500 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہونے کی اجازت نہیں ہے۔ چہارم، سیمی ہائڈروجن سلفر گیس میں سلفر کی مقدار پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ اس بات سے اجتناب کرنا ہوگا کہ سیمی ہائڈروجن سلفر گیس میں سلفر کی مقدار میں بہت زیادہ تغیرات نہ ہوں، کیوں کہ اس سے کیٹالسٹ کی ساخت میں تبدیلیاں آ سکتی ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی مضبوطی متأثر ہوگی اور اس کی کارکردگی خراب ہو جائے گی۔ پانچویں نقطہ: ہوا، بھاپ اور پانی کی صفائی کو بہتر بنانا۔
1. سسٹم میں داخل ہونے سے پہلے پانی اور کوئلے سے حاصل ہونے والی گیس کی صفائی: روایتی سٹینلیس اسٹیل کے جالوں کے ذریعہ فلرز کو الگ کرنے کے طریقوں کے بجائے، جدید فلٹریشن ٹیکنالوجیوں اور مواد کا استعمال کیا جاتا ہے۔ موجودہ دور میں ملک میں سب سے جدید ترین فلٹریشن ٹیکنالوجی “ہائی افیشنٹ انٹیگریٹڈ میمبرین فلٹریشن ٹیکنالوجی” ہے۔ فلٹرنگ کے لئے استعمال ہونے والے مواد میں سٹینلیس اسٹیل سے بنے فیبرز اور سلیکون-بورون فائبرز شامل ہیں۔ ان فائبرز کے رابطے ایک دوسرے سے جڑے ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے سوراخوں کا سائز مختلف ہوتا ہے۔ یہ ایک مستحکم، غیر منظم ساخت والا فلٹرنگ میڈیم ہے؛ اس میں میڈیم کی نقل و حرکت یا دباؤ کی وجہ سے کوئی مسئلہ پیدا نہیں ہوتا، اور اس سے دوبارہ آلودگی پیدا نہیں ہوتی۔ یہ ڈیوائس سلنڈر نما یا تہہ والی ساخت میں ہوتی ہے؛ اس کی مضبوطی اور سیلنگ کی خصوصیات بہترین ہیں، سوراخوں کی تعداد زیادہ ہے، اور اس کی کارکردگی بہت اچھی ہے۔ یہ △P≥5bar کے دباؤ کو برداشت کر سکتی ہے، اور 1–10μm اور 10μm سے بڑے سائز کے میکانی ذرات، تیل، پانی، سلفائڈ وغیرہ کو بھی مؤثر طریقے سے الگ کر سکتی ہے۔ فلٹریشن کی کارکردگی 99.85% ہے، اور یہ ڈیوائس 10,000 گھنٹوں تک مسلسل کام کر سکتی ہے۔ یہ نظام کے مزاحمت کو کم کرتا ہے، کیٹالسٹ کی عمر کو بڑھاتا ہے، اور ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ فلٹر کے اندر صفائی اور کمپن پیدا کرنے والے آلات نصب کئے جاتے ہیں، جس سے فلٹر کے اندرونی حصوں کو بار بار استعمال کیا جاسکتا ہے، اور صفائی کے دوران بھی پیداوار جاری رہ سکتی ہے۔ 2- خام گیس میں موجود سلفر، آرسینک، فاسفورس، اور ہالائیڈز، کیٹالسٹ کو زہریلا بنا سکتے ہیں؛ لہذا ان سے اجتناب کرنا ضروری ہے۔ 3۔ بھاپ پیدا کرنے کے لئے استعمال ہونے والا پانی، اور سسٹم میں پانی کی تکمیل کے لئے بھی صاف پانی ہی استعمال کیا جانا چاہیے۔ چھٹا، مناسب بھاپ اور گیس کے تناسب کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ عام طور پر، متوسط بھاپ اور گیس کا تناسب 0.7 سے 1.2 کے درمیان رکھنا مناسب ہے۔ جب بھاپ اور گیس کا تناسب 0.6 سے کم ہو جاتا ہے، تو CH4، C2H4، C2H6، C3H8 جیسے مرکبات کی مقدار سینکڑوں ppm تک پہنچ جاتی ہے۔ ملکی سطح پر تیار کردہ کیٹالسٹوں کے لئے بھاپ اور گیس کا تناسب عموماً 0.4 سے کم نہیں ہونا چاہیے۔ ساتویں نکتہ: مڈل ٹرانسفارمر فرنز کی تعمیر کا طریقہ۔ پرانے مڈل ٹرانسفارمر فرنز میں حرارت کو روکنے والی تہوں کی تبدیلی: فرن کی ساخت میں عایقی تہوں اور آگ سے بچنے والی تہوں کو استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی داخلی سطح سے چپکی ہوئی چیز، کیلشیم سلیکیٹ فائبر بورڈ ہے؛ یہ اچھی حد تک عایق کا کام کرتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت کے منتقل ہونے کو روکتا ہے۔ کیٹالسٹ کے رابطے میں اعلیٰ مضبوطی اور ہلکے وزن والی، حرارت کے خلاف مزاحمت رکھنے والی اینٹیں ہوتی ہیں۔ ان اینٹوں کی بدولت بھٹی کی دیواریں اعلیٰ درجہ حرارت اور کیٹالسٹ کے دباؤ کو برداشت کر سکتی ہیں، جس سے کیٹالسٹ اور اندرونی عایقی پرت کے درمیان خلا پیدا نہیں ہوتا، اور گیسیں صرف کیٹالسٹ کی تہوں سے ہی گزر سکتی ہیں۔ آٹھ، سسٹم کو شروع کرنے، روکنے اور معمول کے طریقے سے چلانے کے دوران، دباؤ کو تیزی سے کم یا بڑھانا مناسب نہیں ہے۔ سسٹم سے دباؤ کم کرنے یا بڑھانے کے عمل میں کم از کم 40 منٹ لگنے چاہئیں۔ سسٹم کو شروع کرتے وقت کیٹالسٹ لیئر میں پانی جانے سے سختی سے اجتناب کرنا چاہیے، نیز بھاپ کے کنڈینسیٹ کے پیدا ہونے سے بھی بچنا ضروری ہے۔ خلاصہ یہ ہے کہ، مڈ-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کے استعمال کے دوران، اس کی حفاظت کے لئے مؤثر اقدامات ضروری ہیں؛ تاکہ اس کی عمر میں اضافہ ہو سکے، اور مڈ-ٹرانسفارمیشن سسٹم بہترین کارکردگی کے ساتھ، محفوظ اور مستحکم طریقے سے کام کرتا رہ سکے۔
1# یان چیوشینگ
1- کیٹالسٹ کی تہہ کے درجہ حرارت میں بڑی تبدیلیاں، ایک طرف تو کیٹالسٹ کے کرسٹلوں پر دباؤ پیدا کرتی ہیں؛ کیوں کہ درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے کرسٹلوں کی ساخت میں تبدیلی آتی ہے۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو کرسٹلوں کی ساخت پھیل جاتی ہے۔ ； جب درجہ حرارت کم ہوتا ہے، تو کرسٹل کی ساخت سکڑ جاتی ہے۔ مسلسل تبدیلیوں کی وجہ سے کیٹالسٹ کی مضبوطی میں کمی واقع ہوتی ہے، اور فعال مراکز کی تعداد بھی کم ہوتی جاتی ہے۔ دوسری جانب، کیٹالسٹ کے مائکروپورسوں میں گیس، درجہ حرارت میں تغیرات کی وجہ سے پھولتی اور سکڑتی رہتی ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی مضبوطی کم ہو جاتی ہے۔ مضبوطی کم ہونے کی وجہ سے کیٹالسٹ کے کچھ حصے ٹوٹ کر بکھر جاتے ہیں، جس سے گیس کا کیٹالسٹ کے اندر پھیلاؤ متاثر ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں گیس کا بہاؤ متاثر ہوکر کیٹالسٹ کی کارکردگی بری طرح متأثر ہو جاتی ہے۔ 2۔ معمول کی پیداواری عمل کے دوران، اگر درجہ حرارت 560 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہو جائے، تو مڈ-ٹرانزیشن کیٹالسٹ پگھل کر سخت ہو جاتا ہے؛ اس کے نتیجے میں اس کی سرگرمی ختم ہو جاتی ہے، اور بہت زیادہ گیسیں پیدا ہونے لگتی ہیں، جس سے اس کی سرگرمی مزید کم ہو جاتی ہے۔ جب کارکردگی کا درجہ حرارت 510°C سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو Fe3O4 نامی فعال جزو، Fe میں تبدیل ہونے لگتا ہے۔ درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، ردِعمل کی توازنی مستقلیت بھی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور Fe کی مقدار بھی زیادہ ہوگی؛ جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ اس کا ردِعمل درج ذیل ہے: Fe3O4 + H2 → 3Fe + 4H2O + Q۔ پیداواری عمل کے دوران درجہ حرارت میں تغیر یا پانی کی موجودگی کی وجہ سے، کیٹالسٹ کی سطح یا اس کے مائکروپورسوں کی سطح پر بخارات جم جاتے ہیں۔ پانی کے زیادہ بخارات ہونے کی وجہ سے کرسٹلی ڈھانچہ خراب ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ بہت زیادہ ٹوٹ جاتا ہے اور اس کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ دوم، نیم-پانی والی گیس میں آکسیجن کا کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر: Fe3O4، جو کہ درمیانی درجہ حرارت پر کیٹالسٹ کی سرگرمی کا اہم جزو ہے، بہت غیرمستحکم مادہ ہے؛ یہ 50–60 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر ہی Fe2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور اس طرح اس کی کیٹالیٹک خصوصیات ختم ہو جاتی ہیں۔ 4Fe3O4 + O2 → 6Fe2O3، △H = -514 KJ/mol۔ جب نیم-پانی والی گیس میں آکسیجن کی مقدار بڑھ جاتی ہے، تو فعال جزو Fe3O4 آکسیکرن کے عمل سے Fe2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے اس کی فعالیت ختم ہو جاتی ہے۔ جب آکسیجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو Fe2O3 دوبارہ گیس میں موجود H2 یا CO کے ذریعہ Fe3O4 میں تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے اس کی فعالیت بحال ہو جاتی ہے۔ لیکن آکسیجن کی مقدار میں مسلسل تغیرات کی وجہ سے کیٹالسٹ میں موجود آئرن مسلسل آکسیجن جذب اور خارج کرتا رہتا ہے، جس سے آکسیجن کے ایٹموں کے درمیان دافع قوت میں اضافہ یا کمی ہوتی رہتی ہے۔ اس سے کیٹالسٹ کی مضبوطی متاثر ہوتی ہے، اور اس کی فعالیت کم ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، Fe3O4 کی آکسیکرن کی ردِعمل ایک شدید توانائی-خارج کرنے والی ردِعمل ہے؛ ہاف واٹر گیس میں آکسیجن کی مقدار میں صرف 0.1% کا اضافہ ہونے سے بھی بھٹی کا درجہ حرارت بہت بڑھ جاتا ہے۔ اگر اس کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے، تو درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ پیداواری عمل میں، سیمی ہائڈرڈ کوگنیٹ میں ہمیشہ کچھ مقدار میں آکسیجن موجود ہوتی ہے۔ Fe3O4 اور آکسیجن کے درمیان ہونے والا ردِعمل ایک توازنی ردِعمل ہے؛ جہاں بھی آکسیجن موجود ہو، تو 4Fe3O4 + O2 == 6Fe2O3 کا ردِعمل واقع ہوتا ہے، جس سے حرارت پیدا ہوتی ہے۔ اس کی وجہ سے Fe3O4 کی سرگرمی کم ہو جاتی ہے۔ نیز، Fe3O4 کے Fe2O3 میں تبدیل ہونے کے دوران پیدا ہونے والی حرارت (-514 KJ/mol)، CO کی تبدیلی کے دوران پیدا ہونے والی حرارت (CO + H2O == CO2 + H2، △H = -41.19 KJ/mol) سے کہیں زیادہ ہے۔ فیز تبدیلی کے دباؤ اور درجہ حرارت میں تبدیلی کے دباؤ کی وجہ سے، کیٹالسٹ کے ذرات ٹوٹنے لگتے ہیں۔ تیسرا: نیم-پانی والی گیس میں سلفر کی مقدار کا اثر
جب نیم-پانی والی گیس میں H2S کی مقدار 100 ملی گرام/مکعب میٹر سے زیادہ ہوتی ہے، تو کیٹالسٹ سلفر کو جذب کر لیتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ عارضی طور پر غیرفعال ہو جاتا ہے۔ جب گیس کا تناسب بڑھ جاتا ہے یا H2S کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو کیٹالسٹ سلفر کو خارج کر دیتا ہے، جس سے اس کی غیرفعالیت کم ہو جاتی ہے، لیکن یہ مسئلہ مکمل طور پر ختم نہیں ہوتا۔ اس ردِعمل کا فارمولہ درج ذیل ہے:
Fe3O4 + 3H2S + H2 → 3FeS + 4H2O
جب FeS O2 کے ساتھ ردِعمل دیتا ہے، تو درج ذیل ردِعمل ہوتا ہے:
6FeS + 13.5O2 → 2Fe2(SO4)3 + Fe2O3
جب آکسیجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے، تو درج ذیل ردِعمل ہوتا ہے:
FeSO4 + 4H2 → FeO + 3H2O + H2S
FeSO4 + 4CO + H2 → FeO + 3CO2 + H2S
Fe3O4 کرسٹل ڈھانچہ رکھتا ہے، جبکہ FeS ہیکساگونل ڈھانچہ رکھتا ہے۔ ریڈیکشن کے عمل میں، کیٹالسٹ ہیکساگونل ڈھانچہ والے FeS سے کرسٹل ڈھانچہ والے Fe3O4 میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ جب خام گیس میں سلفر کی مقدار بڑھ جاتی ہے، تو کیٹالسٹ پھر کرسٹل ڈھانچہ والے Fe3O4 سے ہیکساگونل ڈھانچہ والے FeS میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ خاص طور پر جب H2S کی مقدار میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، تو یہ عمل بار بار ہوتا رہتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کا ڈھانچہ شدید طور پر خراب ہو جاتا ہے، جس سے کیٹالسٹ ٹوٹ جاتا ہے۔ رپورٹس کے مطابق، اس ردِعمل کی سرگرمی کی نشاندہی کرنے والا عنصر یہ ہے کہ جب H2S کی کثافت 30–100 PPm ہوتی ہے، تو سرگرمی کی شرح K ∝ (H2S)^–0.35 ہوتی ہے۔ ； جب H2S کی کثافت 70 سے 1250 PPm کے درمیان ہوتی ہے، تو سرگرمی کا اشاریہ K∝(H2S)^–0.55 ہوتا ہے۔ چہارم: بھاپ/گیس کے تناسب کا اثر
معمول کی پیداواری عمل میں، بھاپ/گیس کے زیادہ تناسب سے کیٹالسٹ کی سرگرمی پر کوئی واضح اثر نہیں پڑتا۔ لیکن بھاپ/گیس کے تناسب میں تغیرات کی وجہ سے گیس میں سلفر اور آکسیجن کی مقدار میں تبدیلی واقع ہوتی ہے، جس کی وجہ سے “تیسرے” نکتے میں بیان کیے گئے ردِعمل واقع ہوتے ہیں، اور اس طرح کیٹالسٹ کی سرگرمی پر بالواسطہ اثر پڑتا ہے۔ جب سسٹم بند کیا جاتا ہے، اگر پہلے بھاپ بند کر دی جائے، اور دوبارہ شروع کرتے وقت گیس کو زیادہ وقت تک استعمال کیا جائے، تو بھاپ/گیس کا تناسب کم ہو جاتا ہے (＜0.5)، جس کی وجہ سے سینکڑوں PPm کی مقدار میں ثانوی مصنوعات پیدا ہوتی ہیں، اور یہ براہِ راست کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر ڈالتی ہیں۔ کیونکہ کاربن کی الگ تھلگ ہونے کا ردِعمل، اور گہرے درجہ کی کمی کا ردِعمل واقع ہوتا ہے۔ ردِعمل درج ذیل ہیں:
2CO → C + CO2 (1)
CO + Fe3O4 → 3FeO + CO2 (2)
CO + FeO → 3Fe + CO2 (3)
2CO + 3Fe → 3Fe3C + CO2 (4)
ردِعمل (1) میں پیدا ہونے والا کاربن، کیٹالسٹ کے سرگرم راستوں کو بلاک کر دیتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ بےکار ہو جاتا ہے۔ جبکہ ردِعمل (2)، (3)، (4) میں کیٹالسٹ کے سرگرم اجزاء Fe3O4، دیگر ایسے مواد میں تبدیل ہو جاتے ہیں جن سے کیٹالسٹ کی سرگرمی دوبارہ حاصل نہیں کی جا سکتی، اور اس طرح کیٹالسٹ مکمل طور پر بےکار ہو جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر، جب ایسی خام گیسیں جن میں بخارات کی مقدار بہت کم ہوتی ہے، ریڈیوکٹو کیٹالسٹ سے گزرتی ہیں، تو CO کے ساتھ ردِعمل ہوکر کاربن پیدا ہوتا ہے، اور کیٹالسٹ بھی گہری سطح پر ریڈیوکٹ ہو جاتا ہے؛ ساتھ ہی میتھینیشن کا ردِعمل بھی واقع ہوتا ہے۔ CO + 2H2O → CH4 + CO2 – یہ ایک انتہائی توانائی خارج کرنے والا میتھینیفیکشن ردِعمل ہے۔
پانچویں نقطہ: گیسوں کی خصوصیات کا کیٹالسٹ کی سرگرمی پر اثر۔
1- ہاف واٹر گیس میں موجود آرسین، فاسفورس، اور کلورائیڈز، کیٹالسٹ کے بنیادی جزو Fe3O4 کے ساتھ ردِعمل کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں آئرن کے آرسینائڈز، فاسفائڈز، اور کلورائیڈز تشکیل پاتے ہیں۔ خاص طور پر آرسینائڈز اور فاسفائڈز کی وجہ سے کیٹالسٹ مستقل طور پر زہریلا ہو جاتا ہے، اور اس کی سرگرمی ختم ہو جاتی ہے۔ 2۔ بھاپ کے ٹھنڈے ہونے سے حاصل ہونے والے پانی میں کیلشیم، میگنیشیم، فاسفیٹ جیسے آئن موجود ہوتے ہیں، اور یہ آئن CO2 کے ساتھ مل کر CaCO3، MgCO3 جیسے مرکبات تشکیل دیتے ہیں۔ یہ مرکبات کیٹالسٹ کی سطح پر سخت نمکی پرتیں بناتے ہیں، جو کیٹالسٹ کی سرگرم سطح پر جمع ہوکر اس کے راستوں کو بند کر دیتے ہیں، جس سے نظام میں رکاوٹیں پیدا ہوتی ہیں۔ Ca2++CO2→CaCO3، Mg2++CO2→MgCO3۔
3- گیس فلٹرنگ ڈیوائسوں کی سادگی کی وجہ سے پیدا ہونے والے منفی اثرات: چونکہ گیس فلٹرنگ ڈیوائسیں بہت سادہ ہیں، لہذا سادہ اسٹیل کے تاروں سے بنے فلٹرز اور کوک کے ذریعہ صرف بڑے ذرات اور کچھ تیل/پانی کے ذرات ہی ہٹائے جاسکتے ہیں۔ سیمی ہائڈروجن گیس میں موجود بڑے ذرات، مشینی تیل، چھوٹے ذرات، سلفائڈ وغیرہ کو بالکل ہی ہٹایا نہیں جاسکتا۔ یہ ذرات کیٹالسٹ کی سطح پر جم جاتے ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی سرگرم سطح کم ہو جاتی ہے، نظام کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اور توانائی کی کھپت بھی بڑھ جاتی ہے۔ طویل مدت تک غیرخالص مواد کے داخل ہونے سے، حرارت کی منتقلی کے آلات میں سنگین رکاوٹیں پیدا ہوتی ہیں، اور وہ خراب بھی ہو جاتے ہیں۔ چھٹا، کیٹالسٹ کی تنصیب: کیٹالسٹ کو بھٹی میں رکھنے سے پہلے اسے الگ نہیں کیا گیا، یا پاؤڈر میں موجود نمی کی وجہ سے پاؤڈر صحیح طریقے سے الگ نہیں ہو سکا؛ جس کی وجہ سے گرد و غبار راستوں کو بلاک کر دیتا ہے، اور اس سے کیٹ اس کے علاوہ، چارج کرتے وقت مناسب طریقے سے سطح کو ہموار نہ کرنے کی وجہ سے کیٹالسٹ کی تہوں میں عدم یکسانیت پیدا ہو جاتی ہے، جس کی وجہ سے گیسوں کا بہاؤ غیرمنصفانہ ہو جاتا ہے۔ نیز، بیڈ لیئر کی سطح پر موجود رزسٹنٹ بالوں کو مناسب طریقے سے ترتیب دینے کی کوشش نہ کرنے کی وجہ سے بھی گیسوں کی تقسیم منصفانہ نہیں ہو پاتی، اور اس کی وجہ ساتویں نکتہ: مڈل ٹرانسفارمر فرنس کی تعمیر کا طریقہ۔ اگر مڈل ٹرانسفارمر فرنس، ہیٹ وال والا فرنس نہ ہو، تو اس کے لئے داخلی حفاظتی اقدامات ضروری ہیں۔ اگر داخلی حفاظتی اقدامات مناسب طریقے سے نہ کئے جائیں، یا حفاظتی مواد کا انتخاب درست نہ ہو، تو فرنس کے اندر موجود حفاظتی پرت سے گیسیں باہر نکل جاتی ہیں۔ ایسی صورت میں، بعد کے عملوں کو مستحکم رکھنے کے لئے بھاپ کی مقدار میں اضافہ کرنا ضروری ہے۔ لیکن بھاپ کی مقدار میں اضافے سے “چوتھے” نکتے میں بیان کیے گئے مسائل پیدا ہو جاتے ہیں، اور توانائی کی کھپت بھی بہت زیادہ بڑھ جاتی ہے۔ مزید برآں، گیس کے رساؤ کی صورت میں، پیداوار کو برقرار رکھنے کے لئے زیادہ بھاپ استعمال کرنے سے گیس کا رساؤ مزید بڑھ جاتا ہے، جس سے سسٹم کی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں سسٹم کی معمول کی پیداوار متاثر ہوتی ہے۔ ہشتم: کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے کے اثرات۔ درمیانی درجہ حرارت والے کیٹالسٹوں میں، درجہ حرارت بڑھانے کے عمل میں، درجہ حرارت بڑھانے کی رفتار، مستقل درجہ حرارت کا دورانیہ، اور ہائڈروجن کی مقدار کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کرنے سے، درجہ حرارت میں غیرمعمولی اتار چڑھاؤ ہو سکتا ہے، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوتی ہے۔ ۱- ہوا کے درجہ حرارت میں اضافے کے اثرات: جب مڈل-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کو ٹکڑوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، تو اس میں رگڑ کم کرنے کے لئے کچھ گریفائٹ شامل کیا جاتا ہے۔ جب مڈل-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ میں 2% گریفائٹ شامل کیا جاتا ہے، تو ہوا کی رفتار 500 ہرٹز کے حالات میں کیٹالسٹ کا درجہ حرارت 515 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتا ہے۔ دوسری جانب، ڈائی ویلنٹ آئرن (Fe3O4، جس کا Fe2O3 کے ساتھ مولر تناسب 1/2 ہے) کے لئے، ہوا کی رفتار 100 ہرٹز کے حالات میں درجہ حرارت 275.8 ڈگری سیلسیس، اور ہوا کی رفتار 500 ہرٹز کے حالات میں یہ درجہ حرارت 195.7 ڈگری سیلسیس ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، CrO3 کے گریفائٹ کے ساتھ نامکمل جلنے سے CO پیدا ہوتا ہے، اور یہ ایک شدید توانائی خارج کرنے والا عمل ہے۔ جب اوپر بیان کیے گئے اضافی درجہ حرارت کے اثرات قابو سے باہر ہو جاتے ہیں، تو اس سے کیٹالسٹ خراب ہو جاتا ہے۔ 2۔ درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بہت زیادہ ہونے، یا مطلوبہ درجہ حرارت پر رکھنے کا وقت کافی نہ ہونے کے اثرات: درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار بہت زیادہ ہونے سے کیٹالسٹ کی مضبوطی کم ہو جاتی ہے۔ جبکہ مطلوبہ درجہ حرارت پر رکھنے کا وقت کافی نہ ہونے کی وجہ سے کیٹالسٹ میں موجود پانی صاف نہیں ہو پاتا، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متاثر ہو جاتی ہے۔ ۳- ہائڈروجن کے استعمال سے ریڈکشن کی شرح کو کنٹرول کرنے، اور مناسب گیسوں کا انتخاب نہ کرنے کے اثرات: ہاف واٹر گیس کے استعمال سے ریڈکشن کیا جاتا ہے؛ اس میں CO کی ریڈکشن کی صلاحیت زیادہ ہوتی ہے، لہذا بھٹی کا درجہ حرارت کنٹرول کرنا مشکل ہوتا ہے، اور درجہ حرارت میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے درجہ حرارت زیادہ بڑھ سکتا ہے۔ ردِعمل کے مساوات درج ذیل ہیں:
3Fe2O3 + CO → 3Fe3O4 + CO2، △H = -50.8 KJ/mol
3Fe2O3 + H2 → 3Fe3O4 + H2O، △H = -9.6 KJ/mol
ریڈکشن کے آغاز میں، چونکہ کیٹالسٹ کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے، اگر ریڈکشن کے ردِعمل کے دوران درجہ حرارت کو مستحکم رکھنے کی کوشش کی جائے اور گیسوں کی کثافت کو بڑھانے کی کوشش کی جائے، تو کیٹالسٹ کے اندر گیسیں جمع ہو جاتی ہیں۔ جب درجہ حرارت ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے، تو شدید ردِعمل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کا درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، مڈلیٹری کیٹالسٹ میں کچھ CrO3 بھی موجود ہے؛ ہائڈروجن کے اضافے کے بعد درج ذیل ردِعمل بھی واقع ہوتے ہیں:
2CrO3 + 3CO → Cr2O3 + 3CO2، △H = -808.2 KJ/mol
2CrO3 + 3H2 → Cr2O3 + 3H2O، △H = -647.8 KJ/mol
ان دونوں ردِعملوں سے بہت زیادہ توانائی خارج ہوتی ہے۔ اگر مناسب احتیاط نہ برتی جائے، اور گیسوں کی کثافت کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے، تو درجہ حرارت میں اضافے سے کیٹالسٹ کو شدید نقصان پہنچ سکتا ہے، اور اس کی کارکردگی بہت کم ہو جاتی ہے۔ درمیانی تبدیلی والے کیٹالسٹ کی خصوصیات اور اس کی سرگرمی پر اثرانداز ہونے والے عوامل کی بنیاد پر، اس کی حفاظت کے لئے استعمال کے دوران درج ذیل اقدامات ضروری ہیں: پہلے، کیٹالسٹ کو بھرتے وقت اس کی اچھی طرح جانچ کی جانی چاہیے، اور تکنیکی معیارات کے مطابق ہی کیٹالسٹ کو بھرنا چاہیے؛ تاکہ ایک ہی ٹاور کے مختلف حصوں میں کیٹالسٹ کی کثافت یکساں رہے۔ دوم، کیٹالسٹ کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لئے صاف ہوا کا استعمال ضروری ہے، اور درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ عام طور پر درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار ہر گھنٹے میں 10 سے 15 ڈگری سیلسیس ہوتی ہے، جبکہ گیس اور بیڈ لیئر کے درمیان درجہ حرارت کا فرق 50 ڈگری سیلسیس سے کم ہوتا ہے۔ چونکہ میڈیم ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کو ٹکڑوں کی شکل دینے کے دوران لُبریکنٹ کے طور پر کچھ گریفائٹ استعمال کیا جاتا ہے، لہذا ہوا کے درجہ حرارت کو اس حد تک بڑھانا ضروری ہے کہ گریفائٹ فعال چینلوں کو بلاک نہ کرے۔ 2C + O2 == 2CO + Q
C + O2 == CO2 + Q
یہ ردِعمل 180°C سے زیادہ درجہ حرارت پر ہی شروع ہوتا ہے، اور اس عمل میں بہت زیادہ توانائی خارج ہوتی ہے۔ لہذا، ہوا کی رفتار کو زیادہ رکھنا ضروری ہے تاکہ ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت کو جلد سے جلد دور کیا جاسکے۔ نیز، درجہ حرارت بڑھانے کے دوران، بہت جلد بھاپ کا استعمال کرنے سے اجتناب کرنا چاہیے؛ ورنہ گریفائٹ کا جلنے کا عمل مکمل نہیں ہوگا، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوگی۔ لیکن دوسری جانب، اس ردِعمل کی وجہ سے درجہ حرارت بہت زیادہ بڑھنے سے بھی اجتناب کرنا ضروری ہے، ورنہ کیٹالسٹ کی کارکردگی میں کمی واقع ہوگی۔ اس کے علاوہ، درجہ حرارت میں اضافے کے ابتدائی مرحلے میں (120 ڈگری سیلسیس سے پہلے)، کیٹالسٹ میں پانی کا نکلنے کا عمل اور حرارت کی وجہ سے پھیلنے کا عمل بھی ہوتا ہے؛ لہذا اس مرحلے میں درجہ حرارت کو آہستہ آہستہ بڑھانا چاہیے۔ تیسرا، خالص گیس کے استعمال سے ہائڈروجن کے ذریعہ کمپوزیشن کی جاتی ہے؛ کیٹالسٹ کے ذریعہ ہونے والے ردِعمل درج ذیل ہیں:
3Fe2O3 + CO → 3Fe3O4 + CO2، △H = -50.75 KJ/mol
3Fe2O3 + H2 → 3Fe3O4 + H2O، △H = -9.61 KJ/mol
ان ردِعملوں سے معلوم ہوتا ہے کہ CO کی کمپوزیشن کی صلاحیت ہائڈروجن کے مقابلے میں زیادہ ہے؛ CO کے ذریعہ کمپوزیشن کے دوران جو حرارت پیدا ہوتی ہے، وہ ہائڈروجن کے ذریعہ کمپوزیشن کے دوران پیدا ہونے والی حرارت کا 5.29 گنا ہے۔ اگر CO کی مقدار زیادہ ہو (تقریباً 30%)، تو درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا مشکل ہو جاتا ہے، درجہ حرارت میں بہت زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی کارکردگی متأثر ہوتی ہے۔ لہذا، خالص گیس (جس میں CO کی مقدار 4.5% ہو) کے استعمال سے ہی کمپوزیشن کی جانی چاہیے۔ ہائڈروجن کی مدد سے کمپریشن کے ابتدائی مراحل میں، چونکہ درجہ حرارت کم ہوتا ہے، لہذا کمپریشن کا عمل سست رفتاری سے ہوتا ہے۔ اس لیے، کیٹالسٹ کی سطح کے درجہ حرارت میں استحکام پیدا ہونے کے بعد فوراً ہائڈروجن کی کثافت کو بڑھانے کی کوشش نہیں کرنی چاہیے؛ بلکہ ہائڈروجن کی کثافت پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ CO+H2 کی کثافت کو ابتدا میں 0.5%，1%，2% وغیرہ کی سطح پر رکھا جاتا ہے؛ تھرموسٹیٹ لیئر کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ یہ کثافت بتدریج بڑھتی جاتی ہے۔ بہتر یہ ہے کہ “ستحکام کا طریقہ” استعمال کیا جائے، کیوں کہ یہ زیادہ محفوظ ہے۔ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، گیسوں کی رفتار کو 200–300 Nm3/hr/m3 کے درمیان رکھنا بہتر ہے (کیٹالسٹ کے لحاظ سے)۔ کمپریشن کا درجہ حرارت تقریباً 430 ڈگری سیلسیس پر رکھا جاتا ہے، اور کیٹالسٹ لیئر کا درجہ حرارت 500 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہونے کی اجازت نہیں ہے۔ چہارم، سیمی ہائڈروجن سلفر گیس میں سلفر کی مقدار پر سخت کنٹرول رکھنا ضروری ہے۔ اس بات سے اجتناب کرنا ہوگا کہ سیمی ہائڈروجن سلفر گیس میں سلفر کی مقدار میں بہت زیادہ تغیرات نہ ہوں، کیوں کہ اس سے کیٹالسٹ کی ساخت میں تبدیلیاں آ سکتی ہیں، جس سے کیٹالسٹ کی مضبوطی متأثر ہوگی اور اس کی کارکردگی خراب ہو جائے گی۔ پانچویں نقطہ: ہوا، بھاپ اور پانی کی صفائی کو بہتر بنانا۔
1. سسٹم میں داخل ہونے سے پہلے پانی اور کوئلے سے حاصل ہونے والی گیس کی صفائی: روایتی سٹینلیس اسٹیل کے جالوں کے ذریعہ فلرز کو الگ کرنے کے طریقوں کے بجائے، جدید فلٹریشن ٹیکنالوجیوں اور مواد کا استعمال کیا جاتا ہے۔ موجودہ دور میں ملک میں سب سے جدید ترین فلٹریشن ٹیکنالوجی “ہائی افیشنٹ انٹیگریٹڈ میمبرین فلٹریشن ٹیکنالوجی” ہے۔ فلٹرنگ کے لئے استعمال ہونے والے مواد میں سٹینلیس اسٹیل سے بنے فیبرز اور سلیکون-بورون فائبرز شامل ہیں۔ ان فائبرز کے رابطے ایک دوسرے سے جڑے ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے سوراخوں کا سائز مختلف ہوتا ہے۔ یہ ایک مستحکم، غیر منظم ساخت والا فلٹرنگ میڈیم ہے؛ اس میں میڈیم کی نقل و حرکت یا دباؤ کی وجہ سے کوئی مسئلہ پیدا نہیں ہوتا، اور اس سے دوبارہ آلودگی پیدا نہیں ہوتی۔ یہ ڈیوائس سلنڈر نما یا تہہ والی ساخت میں ہوتی ہے؛ اس کی مضبوطی اور سیلنگ کی خصوصیات بہترین ہیں، سوراخوں کی تعداد زیادہ ہے، اور اس کی کارکردگی بہت اچھی ہے۔ یہ △P≥5bar کے دباؤ کو برداشت کر سکتی ہے، اور 1–10μm اور 10μm سے بڑے سائز کے میکانی ذرات، تیل، پانی، سلفائڈ وغیرہ کو بھی مؤثر طریقے سے الگ کر سکتی ہے۔ فلٹریشن کی کارکردگی 99.85% ہے، اور یہ ڈیوائس 10,000 گھنٹوں تک مسلسل کام کر سکتی ہے۔ یہ نظام کے مزاحمت کو کم کرتا ہے، کیٹالسٹ کی عمر کو بڑھاتا ہے، اور ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ فلٹر کے اندر صفائی اور کمپن پیدا کرنے والے آلات نصب کئے جاتے ہیں، جس سے فلٹر کے اندرونی حصوں کو بار بار استعمال کیا جاسکتا ہے، اور صفائی کے دوران بھی پیداوار جاری رہ سکتی ہے۔ 2- خام گیس میں موجود سلفر، آرسینک، فاسفورس، اور ہالائیڈز، کیٹالسٹ کو زہریلا بنا سکتے ہیں؛ لہذا ان سے اجتناب کرنا ضروری ہے۔ 3۔ بھاپ پیدا کرنے کے لئے استعمال ہونے والا پانی، اور سسٹم میں پانی کی تکمیل کے لئے بھی صاف پانی ہی استعمال کیا جانا چاہیے۔ چھٹا، مناسب بھاپ اور گیس کے تناسب کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ عام طور پر، متوسط بھاپ اور گیس کا تناسب 0.7 سے 1.2 کے درمیان رکھنا مناسب ہے۔ جب بھاپ اور گیس کا تناسب 0.6 سے کم ہو جاتا ہے، تو CH4، C2H4، C2H6، C3H8 جیسے مرکبات کی مقدار سینکڑوں ppm تک پہنچ جاتی ہے۔ ملکی سطح پر تیار کردہ کیٹالسٹوں کے لئے بھاپ اور گیس کا تناسب عموماً 0.4 سے کم نہیں ہونا چاہیے۔ ساتویں نکتہ: مڈل ٹرانسفارمر فرنز کی تعمیر کا طریقہ۔ پرانے مڈل ٹرانسفارمر فرنز میں حرارت کو روکنے والی تہوں کی تبدیلی: فرن کی ساخت میں عایقی تہوں اور آگ سے بچنے والی تہوں کو استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی داخلی سطح سے چپکی ہوئی چیز، کیلشیم سلیکیٹ فائبر بورڈ ہے؛ یہ اچھی حد تک عایق کا کام کرتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت کے منتقل ہونے کو روکتا ہے۔ کیٹالسٹ کے رابطے میں اعلیٰ مضبوطی اور ہلکے وزن والی، حرارت کے خلاف مزاحمت رکھنے والی اینٹیں ہوتی ہیں۔ ان اینٹوں کی بدولت بھٹی کی دیواریں اعلیٰ درجہ حرارت اور کیٹالسٹ کے دباؤ کو برداشت کر سکتی ہیں، جس سے کیٹالسٹ اور اندرونی عایقی پرت کے درمیان خلا پیدا نہیں ہوتا، اور گیسیں صرف کیٹالسٹ کی تہوں سے ہی گزر سکتی ہیں۔ آٹھ، سسٹم کو شروع کرنے، روکنے اور معمول کے طریقے سے چلانے کے دوران، دباؤ کو تیزی سے کم یا بڑھانا مناسب نہیں ہے۔ سسٹم سے دباؤ کم کرنے یا بڑھانے کے عمل میں کم از کم 40 منٹ لگنے چاہئیں۔ سسٹم کو شروع کرتے وقت کیٹالسٹ لیئر میں پانی جانے سے سختی سے اجتناب کرنا چاہیے، نیز بھاپ کے کنڈینسیٹ کے پیدا ہونے سے بھی بچنا ضروری ہے۔ خلاصہ یہ ہے کہ، مڈ-ٹرانسفارمیشن کیٹالسٹ کے استعمال کے دوران، اس کی حفاظت کے لئے مؤثر اقدامات ضروری ہیں؛ تاکہ اس کی عمر میں اضافہ ہو سکے، اور مڈ-ٹرانسفارمیشن سسٹم بہترین کارکردگی کے ساتھ، محفوظ اور مستحکم طریقے سے کام کرتا رہ سکے۔
1# یان چیوشینگ
کیٹالسٹ کے درجہ حرارت میں اضافے سے متعلق احتیاطی تدابیر: 1- درجہ حرارت میں اضافے کی رفتار پر توجہ دینا، 2- گیسوں کے تناسب اور داخلی درجہ حرارت پر کنٹرول رکھنا، 3- دباؤ کو کنٹرول کرنا، 4- گیسوں کی رفتار پر کنٹرول رکھنا۔