बॉयलर फीड वाटर के पीएच मान को समायोजित करने के लिए सोडियम कार्बोनेट या सोडियम हाइड्रोक्साइड के उपयोग के लाभ और हानियों की तुलना

1. बॉयलर फीड वाटर के पीएच मान को समायोजित करने का कारण

आजकल, चीन में अधिकांश बॉयलर रिवर्स ऑस्मोसिस विखनिजीकृत जल या सोडियम आयन रेजिन एक्सचेंज द्वारा मृदुकृत जल का उपयोग करते हैं। रिवर्स ऑस्मोसिस विखनिजीकृत जल या सोडियम आयन रेजिन एक्सचेंज द्वारा मृदुकृत जल का पीएच मान आमतौर पर कम और अम्लीय होता है। रिवर्स ऑस्मोसिस विखनिजीकृत जल का पीएच मान सामान्यतः 5-6 होता है, जबकि सोडियम आयन रेजिन एक्सचेंज द्वारा मृदुकृत जल का पीएच मान सामान्यतः 5.5-7.5 होता है। बॉयलर और पाइपों में अम्लीय जल की आपूर्ति से होने वाले क्षरण की समस्या को दूर करने के लिए, राष्ट्रीय मानक BG/T1576-2008 के प्रावधानों के अनुसार, औद्योगिक बॉयलर के जल का पीएच मान 7-9 के बीच और विखनिजीकृत जल का पीएच मान 8-9.5 के बीच होना चाहिए, इसलिए बॉयलर के जल की आपूर्ति के पीएच मान को समायोजित करना आवश्यक है।

2. बॉयलर के फीड वॉटर में सोडियम कार्बोनेट मिलाकर pH मान को समायोजित करने का मूल सिद्धांत।

सोडियम कार्बोनेट को आमतौर पर सोडा, सोडा ऐश, सोडा ऐश, वाशिंग अल्कली के नाम से जाना जाता है। इसे नमक की श्रेणी में रखा जाता है, क्षार की नहीं। इसका रासायनिक सूत्र Na2CO3 है और सामान्य परिस्थितियों में यह सफेद पाउडर या बारीक नमक होता है। बॉयलर के फीड वाटर में सोडियम कार्बोनेट मिलाने का मूल सिद्धांत pH मान को समायोजित करना है। इसके लिए सोडियम कार्बोनेट को पानी में घोलकर क्षारीय बनाया जाता है, जिससे अम्लीय फीड वाटर में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड को बेअसर किया जा सकता है और बॉयलर और पाइपलाइन पर एसिड से नरम किए गए पानी या खारे पानी के कारण होने वाले क्षरण को रोका जा सकता है। सोडियम कार्बोनेट एक दुर्बल इलेक्ट्रोलाइट है, जो पानी में घुलने पर सोडियम कार्बोनेट और सोडियम बाइकार्बोनेट का बफर विलयन बनाता है। विलयन में इलेक्ट्रोलाइटिक संतुलन बना रहता है और इलेक्ट्रोलाइटिक हाइड्रॉक्साइड की खपत के साथ, यह संतुलन दाईं ओर बढ़ता रहता है, इसलिए अभिक्रिया के दौरान pH मान में ज्यादा बदलाव नहीं होता है।

सोडियम कार्बोनेट की प्राथमिक जल अपघटन प्रक्रिया:

सोडियम कार्बोनेट + H2O → जल = NaHCO3 → सोडियम बाइकार्बोनेट + NaOH → सोडियम हाइड्रोक्साइड

सोडियम कार्बोनेट की द्वितीयक जल अपघटन प्रक्रिया:

NaHCO3 सोडियम बाइकार्बोनेट + H2O जल = H2CO3 कार्बोनिक अम्ल + NaOH सोडियम हाइड्रोक्साइड

सोडियम कार्बोनेट के प्राथमिक जल अपघटित आयन का समीकरण:

(CO3) 2-कार्बोनिक अम्ल +H2O जल =HCO3- बाइकार्बोनेट +OH- हाइड्रॉक्साइड

सोडियम कार्बोनेट द्वितीयक जल अपघटित आयन समीकरण:

HCO3- बाइकार्बोनेट + H2O जल = H2CO3 कार्बोनिक अम्ल + OH- हाइड्रॉक्साइड

3. बॉयलर के पानी में सोडियम हाइड्रोक्साइड मिलाकर पीएच मान को समायोजित करने का मूल सिद्धांत।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड को कास्टिक सोडा भी कहा जाता है, यह आमतौर पर सफेद परत के रूप में होता है, इसका रासायनिक सूत्र NaOH है, सोडियम हाइड्रॉक्साइड प्रबल क्षारीय होता है और अत्यंत संक्षारक होता है।

सोडियम हाइड्रोक्साइड के लिए आयनीकरण समीकरण: NaOH=Na++OH-

बॉयलर के पानी में सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाने से धातु की सतह पर सुरक्षात्मक परत स्थिर हो जाती है, बॉयलर के फीड वाटर और फर्नेस वाटर का पीएच मान बेहतर हो जाता है, जिससे बॉयलर और पाइपलाइन पर एसिड से मृदु किए गए पानी या विखनिजीकृत पानी के कारण होने वाले क्षरण की समस्या का समाधान हो जाता है और धातु के उपकरणों को क्षरण से बचाया जा सकता है।

4. बॉयलर फीड वाटर के पीएच मान को समायोजित करने के लिए सोडियम कार्बोनेट या सोडियम हाइड्रोक्साइड के उपयोग के लाभ और हानियों की तुलना की गई है।

4.1 बॉयलर फीड वाटर के लिए सोडियम कार्बोनेट और सोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ पीएच मान बढ़ाने की गति और उपयोग प्रभाव को बनाए रखने का समय अलग-अलग होता है।

बॉयलर के पानी में सोडियम कार्बोनेट मिलाकर pH मान बढ़ाने की प्रक्रिया सोडियम हाइड्रोक्साइड की तुलना में धीमी होती है। सोडियम कार्बोनेट बफर घोल बनाता है, जिससे pH में उतार-चढ़ाव कम होता है और यह अपेक्षाकृत स्थिर होता है, साथ ही इसे समायोजित करना भी आसान होता है। हालांकि, pH समायोजन की सीमा सीमित है। समान pH मान को समायोजित करने के लिए सोडियम कार्बोनेट की मात्रा सोडियम हाइड्रोक्साइड से अधिक होनी चाहिए। इसका प्रभाव लंबे समय तक बना रहता है और पानी का pH मान आसानी से नहीं गिरता।

सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक प्रबल क्षार और प्रबल इलेक्ट्रोलाइट है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड की pH मान को समायोजित करने की वाष्पशीलता अधिक होती है। पानी मिलाने के बाद सोडियम हाइड्रॉक्साइड का pH मान आसानी से बढ़ जाता है। यह pH मान को तेजी से और सीधे समायोजित करता है, लेकिन इसके प्रभाव को कम करने की भी संभावना रहती है, इसलिए इसकी मात्रा अधिक नहीं डालनी चाहिए। सोडियम कार्बोनेट की तुलना में, pH सूचकांक की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सोडियम कार्बोनेट की बहुत कम मात्रा मिलानी पड़ती है। कहने का तात्पर्य यह है कि सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाने से pH मान बढ़ता तो है, लेकिन यदि सोडियम हाइड्रॉक्साइड की मात्रा अधिक न डाली जाए, तो हाइड्रॉक्साइड समूह की अम्लता को उदासीन करने की पानी की क्षमता में अधिक वृद्धि नहीं होती है, और pH मान शीघ्र ही गिर जाता है।

4.2 बॉयलर फीड वाटर के पीएच मान को बढ़ाने के लिए सोडियम कार्बोनेट और सोडियम हाइड्रोक्साइड की अत्यधिक मात्रा मिलाने से होने वाला नुकसान अलग है।

pH मान को समायोजित करने के लिए बॉयलर के पानी में अत्यधिक सोडियम कार्बोनेट मिलाने से पानी में नमक की मात्रा और चालकता बढ़ जाती है; पानी में बाइकार्बोनेट आयन अधिक होते हैं, और गर्म होने पर ये आसानी से कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं। CO2 भाप के साथ हीट एक्सचेंजर और संघनित जल में प्रवेश करती है। सोडियम कार्बोनेट न केवल भाप और भाप संघनित जल के pH मान को समायोजित नहीं कर पाता, बल्कि भाप और संघनित जल के pH मान को कम कर देता है, जिससे हीट एक्सचेंजर और संघनित पाइपलाइन में जंग लग जाती है। यही कारण है कि भाप संघनित जल में लौह आयनों की मात्रा मानक पीले या लाल रंग से अधिक हो जाती है।

pH मान को समायोजित करने के लिए भट्टी के पानी में अत्यधिक सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाने से बर्तन के पानी की क्षारीयता बहुत अधिक हो जाएगी और पानी और सोडा दिखाई देने लगेंगे। सोडियम हाइड्रॉक्साइड की मात्रा को नियंत्रित करना आसान नहीं है, और अत्यधिक मात्रा में मुक्त NaOH से सापेक्ष क्षारीयता बढ़ जाएगी, और क्षारीय भंगुरता के कारण उपकरण में जंग भी लग जाएगी। लेखक ने एक उपयोगकर्ता के परिसर में कांच के रेशे से प्रबलित प्लास्टिक के एक खारे पानी के टैंक को धब्बों से भरा हुआ देखा है, जो खारे पानी के pH मान को नियंत्रित करने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड के उपयोग के कारण जंग लगने और छिद्रित होने से क्षतिग्रस्त हो गया था। सोडियम हाइड्रॉक्साइड भाप और भाप संघनन से वापस आने वाले पानी के pH मान को समायोजित नहीं कर सकता है, और न ही भाप और भाप संघनन से वापस आने वाले पानी की प्रणाली के उपकरण और पाइप नेटवर्क में जंग को नियंत्रित कर सकता है।

4.3 बॉयलर फीड वाटर में पीएच मान बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाने वाले सोडियम कार्बोनेट और सोडियम हाइड्रोक्साइड की सुरक्षा अलग-अलग होती है।

सोडियम कार्बोनेट अपेक्षाकृत हल्का होता है, यह खाद्य श्रेणी की सामग्री है, कम जलन पैदा करता है, हल्का संक्षारण करता है, सामान्यतः इसे हाथ से छुआ जा सकता है, लेकिन लंबे समय तक उपयोग करने पर दस्ताने पहनना आवश्यक है।

सोडियम हाइड्रोक्साइड एक खतरनाक पदार्थ है, जो संक्षारक होता है। इसका घोल या धूल त्वचा पर, विशेषकर श्लेष्म झिल्ली पर पड़ने से, कोमल पपड़ी बन सकती है और यह गहरे ऊतकों में प्रवेश कर सकता है। जलन से निशान रह जाते हैं। आँखों में जाने से न केवल कॉर्निया को नुकसान पहुँचता है, बल्कि आँख के गहरे ऊतकों को भी क्षति पहुँचती है। इसलिए, काम करने वाले व्यक्ति को त्वचा पर तटस्थ और जलरोधी मरहम लगाना चाहिए और व्यक्तिगत सुरक्षा के लिए काम के कपड़े, मास्क, सुरक्षात्मक चश्मे, रबर के दस्ताने, रबर के एप्रन, लंबे रबर के जूते और अन्य श्रम सुरक्षा उपकरण अवश्य पहनने चाहिए।

प्रयोग और परीक्षण के उदाहरण दर्शाते हैं कि सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सोडियम कार्बोनेट का बारी-बारी से या मिश्रित रूप से उपयोग करने पर, किसी विशेष पीएच नियामक के अकेले उपयोग की तुलना में यह किफायती और प्रभावी दोनों है। जब बॉयलर के फीड वाटर का पीएच मान बहुत कम पाया जाता है, तो पीएच मान को तेजी से बढ़ाने के लिए उचित मात्रा में सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाया जा सकता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड के पूरी तरह घुल जाने के बाद, पानी में कार्बोनेट की मात्रा बढ़ाने के लिए कुछ सोडियम कार्बोनेट मिलाया जा सकता है। इससे फीड वाटर के पीएच मान में गिरावट को कम किया जा सकता है; चूंकि सोडियम कार्बोनेट की मात्रा अधिक डाली जा सकती है, इसलिए पानी में कार्बोनेट को बनाए रखने की क्षमता अधिक होती है, इसलिए आमतौर पर सोडियम कार्बोनेट का उपयोग आपूर्ति जल और बर्तन के पानी के पीएच मान को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है। केवल जब पानी का पीएच मान बहुत कम हो, तो लेखक पीएच मान को तेजी से बढ़ाने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड के उपयोग की सलाह देता है, इसलिए दोनों को बारी-बारी से मिश्रित करना किफायती और प्रभावी दोनों है।