अलवणीकरण संयंत्र कैसे काम करते हैं
अलवणीकरण संयंत्र ताजा पानी का उत्पादन करने के लिए समुद्री जल से घुले हुए लवणों को निकालता है। दो प्रौद्योगिकियाँ हावी हैं: थर्मल प्रक्रियाएँ (MSF और MED) और झिल्ली प्रक्रियाएँ (SWRO)। प्रत्येक प्रक्रिया में अलग-अलग संक्षारण वातावरण होते हैं जो विभिन्न स्टेनलेस स्टील ग्रेड की मांग करते हैं।
थर्मल डिसेलिनेशन: एमएसएफ और एमईडी
मल्टी{{0}स्टेज फ्लैश (एमएसएफ) और मल्टी{1}}इफेक्ट डिस्टिलेशन (एमईडी) संयंत्र एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं: समुद्री जल को गर्म किया जाता है, आंशिक रूप से वाष्पित किया जाता है, और वाष्प को ताजे पानी के रूप में संघनित किया जाता है। अंतर यह है कि एमएसएफ घटते दबाव पर दबाव कक्षों (चरणों) की एक श्रृंखला का उपयोग करता है, जबकि एमईडी कई प्रभावों का उपयोग करता है (एक प्रभाव से वाष्प को अगले के लिए हीटिंग माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है)।
एमएसएफ संयंत्र आमतौर पर 90C-120C के शीर्ष नमकीन तापमान (टीबीटी) के साथ काम करते हैं। MED संयंत्र कम तापमान (60C-90C प्रति प्रभाव) पर काम करते हैं, यही कारण है कि MED आमतौर पर MSF की तुलना में कम संक्षारक होता है।
झिल्ली अलवणीकरण: एसडब्ल्यूआरओ
समुद्री जल रिवर्स ऑस्मोसिस (एसडब्ल्यूआरओ) एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली पर समुद्री जल पर उच्च दबाव (55{1}}80 बार) लागू करके काम करता है। झिल्ली लवण को अस्वीकार करती है; सांद्रण (नमकीन पानी, ~70-80 ग्राम/लीटर टीडीएस) उच्च दबाव पर उत्सर्जित होता है। एसडब्ल्यूआरओ थर्मल प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल है और अब दुनिया भर में नई अलवणीकरण क्षमता के बहुमत के लिए जिम्मेदार है।
तालिका 1: अलवणीकरण प्रौद्योगिकियां - प्रक्रिया तुलना और संक्षारण प्रासंगिकता
| प्रक्रिया | सिद्धांत | विशिष्ट आकार | ऊर्जा की खपत | शीर्ष नमकीन तापमान (सी) | विश्व स्तर पर पौधों की संख्या |
एमएसएफ (मल्टी-स्टेज फ्लैश)
| चरणबद्ध कक्षों में वाष्पीकरण + फ़्लैश आसवन
| 10-75 एमएलडी
| 8-14 kWh/m3 (थर्मल + इलेक्ट्रिक)
| 90-120
| ~350 (गिरावट)
|
मेड (बहु-प्रभाव आसवन)
| अनेक प्रभावों में वाष्पीकरण; वाष्प का पुन: उपयोग
| 10-75 एमएलडी
| 5-10 kWh/m3 (थर्मल + इलेक्ट्रिक)
| 60-90
| ~200 (स्थिर)
|
एसडब्ल्यूआरओ (समुद्री जल आरओ)
| उच्च -दबाव झिल्ली निस्पंदन
| 1-500 एमएलडी
| 3-5 kWh/m3 (केवल विद्युत)
| परिवेश (~25C)
| ~17,000 (तेज़ी से बढ़ रहा है)
|
एफओ-मेड (हाइब्रिड)
| फॉरवर्ड ऑस्मोसिस + मेड हाइब्रिड
| 5-30 एमएलडी
| 2-4 kWh/m3
| < 40
| ~10 (प्रारंभिक चरण)
|
कीचड़ (शून्य तरल निर्वहन)
| नमकीन पानी का क्रिस्टलीकरण + वाष्पीकरण
| प्रोजेक्ट-विशिष्ट
| 10-20 kWh/m3
| चर
| ~50 (उभरता हुआ)
|
अलवणीकरण संयंत्र में पाँच संक्षारण क्षेत्र
प्रत्येक अलवणीकरण संयंत्र को पांच अलग-अलग क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है, प्रत्येक में अलग-अलग संक्षारण तंत्र और अलग-अलग स्टेनलेस स्टील की आवश्यकताएं होती हैं।
तालिका 2: अलवणीकरण संयंत्रों में छह संक्षारण क्षेत्र - मुख्य पैरामीटर
| जोन | जगह | तापमान (सी) | क्लोराइड (पीपीएम) | ऑक्सीजन (पीपीएम) | प्रवाह वेग | माइक्रोबायोलॉजी गतिविधि | गड्ढा खोदने का जोखिम |
जोन 1: सेवन
| कच्चा समुद्री जल सेवन सुरंग, स्क्रीन, पंप
| 20-32
| 18,000-22,000
| 4-8
| 1-3 मी/से (कम)
| उच्च (बायोफिल्म)
| मध्यम (316एल ठीक)
|
ज़ोन 2: पूर्व-उपचार
| कार्ट्रिज फिल्टर, फ्लोक्यूलेशन टैंक, खुराक बिंदु
| 25-35
| 18,000-22,000
| 6-10
| 1-3 m/s
| बहुत ऊँचा
| उच्च (316एल सीमांत)
|
ज़ोन 3: उच्च - दबाव अनुभाग
| एसडब्ल्यूआरओ: एचपी पंप मैनिफोल्ड, कंसंट्रेट पाइपिंग (55-80 बार)
| 25-40
| 25,000-35,000 (एकाग्र)
| < 2 (deoxygenated)
| ऊँचा (3-5 मीटर/सेकेंड)
| कम (साफ पानी)
| बहुत अधिक (एसएस जोखिम में)
|
जोन 4: मेम्ब्रेन ट्रेन
| एसडब्ल्यूआरओ: दबाव वाहिकाएं, झिल्ली तत्व, उत्पाद पानी
| 20-30
| < 500 (product water)
| < 0.1 (deoxygenated)
| निम्न (झिल्ली)
| कम
| बहुत कम (कोई भी एसएस ठीक है)
|
जोन 5: थर्मल सेक्शन
| एमएसएफ/मेड: ब्राइन हीटर, बाष्पीकरणकर्ता गोले, वाष्प स्थान
| 60-120
| 40,000-70,000 (नमकीन पानी)
| < 0.1
| कम (गुरुत्वाकर्षण)
| कम (गर्म)
| चरम (एसएस तेजी से विफल रहता है)
|
जोन 6: नमकीन पानी का निर्वहन
| नमकीन पानी निकास सुरंग, विसारक, मिश्रण क्षेत्र
| 30-40
| 50,000-70,000
| चर
| निम्न (कमजोर पड़ने वाला क्षेत्र)
| मध्यम
| मध्यम (कमजोर पड़ने से मदद मिलती है)
|
अलवणीकरण अनुप्रयोगों के लिए स्टेनलेस स्टील ग्रेड
अलवणीकरण संयंत्रों में आमतौर पर छह स्टेनलेस स्टील ग्रेड का उपयोग किया जाता है, 304L (सबसे कम लागत, सबसे कम प्रदर्शन) से लेकर2507 सुपर डुप्लेक्स(उच्चतम लागत, उच्चतम प्रदर्शन)। गलत ग्रेड का चयन करने से पैसे की बर्बादी होती है या समय से पहले विफलता होती है।
तालिका 3: अलवणीकरण के लिए स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम ग्रेड - रसायन विज्ञान, पीआरईएन और अनुप्रयोग क्षेत्र
| ग्रेड (यूएनएस) | करोड़ (%) | नी (%) | मो (%) | N (%) | पीआरईएन (लगभग) | प्रीन फॉर्मूला | समुद्री जल में अधिकतम तापमान (सी) | अलवणीकरण उपयोग क्षेत्र | सापेक्ष लागत (बनाम 304एल) |
304L (S30403)
| 18.0-20.0
| 8.0-12.0
| कोई नहीं
| कोई नहीं
| 18-22
| केवल करोड़
| ~40 (सीमित)
| जोन 4 (केवल उत्पाद पानी)
| 1.0x (आधार)
|
316L (S31603)
| 16.0-18.0
| 10.0-14.0
| 2.0-3.0
| कोई नहीं
| 24-30
| करोड़ + 3.3xMo
| ~60
| क्षेत्र 1-2 (कम-तापमान, निम्न-सीएल)
| 1.3-1.6x
|
904L (N08904)
| 19.0-23.0
| 23.0-28.0
| 4.0-5.0
| कोई नहीं
| 35-40
| करोड़ + 3.3xMo
| ~80
| जोन 2-3 (क्लोरीनीकृत अनुभाग)
| 2.5-3.5x
|
2205 डुप्लेक्स (एस32205)
| 22.0-23.0
| 4.5-6.5
| 3.0-3.5
| 0.14-0.20
| 30-35
| करोड़
| ~80
| जोन 3 (एचपी पाइपिंग, एसडब्ल्यूआरओ)
| 2.0-3.0x
|
2507 सुपर डुप्लेक्स (एस32750)
| 24.0-26.0
| 6.0-8.0
| 3.0-5.0
| 0.20-0.30
| 40-43
| करोड़
| ~100
| जोन 3 (एचपी पंप, टीबीएच इनलेट्स)
| 3.5-5.0x
|
टाइटेनियम ग्रेड 2 (R50400)
| कोई नहीं
| कोई नहीं
| कोई नहीं
| कोई नहीं
| ~0 (सीएल नहीं-पिटिंग)
| समुद्री जल में कोई गड्ढा नहीं
| सभी तापमान
| जोन 5 (टीबीएच, एमएसएफ/मेड हीट एक्सचेंजर्स)
| 8-15x (लेकिन सबसे लंबा जीवन)
|
PREN - विलवणीकरण ग्रेड चयन के लिए मुख्य संख्या
क्लोराइड वातावरण में स्टेनलेस स्टील के चयन के लिए पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) सबसे महत्वपूर्ण एकल संख्या है। इसकी गणना मिश्र धातु रसायन विज्ञान से की जाती है और उस तापमान की भविष्यवाणी की जाती है जिस पर किसी दिए गए क्लोराइड सांद्रता में गड्ढा होगा।
PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N
PREN पिटिंग आरंभ के प्रतिरोध को मापता है। उच्च PREN का मतलब है कि मिश्र धातु गड्ढा शुरू होने से पहले उच्च क्लोराइड सांद्रता या तापमान का सामना कर सकती है। समुद्री जल (~20,000 पीपीएम सीएल-) में, परिवेश के तापमान पर निरंतर संचालन के लिए आमतौर पर कम से कम 30 के पीआरईएन की सिफारिश की जाती है।
तालिका 4: स्टेनलेस स्टील ग्रेड के लिए PREN रेंज और समुद्री जल अनुप्रयोग सीमाएँ
| पीआरईएन रेंज | ग्रेड | विशिष्ट PREN | समुद्री जल अनुप्रयोग सीमा | सीआईपी क्रिटिकल तापमान (सी) |
< 25
| 304एल, 316एल (मानक)
| 18-30
| Pits at >समुद्री जल में 40C
| < 25
|
25-35
| 316एल (उच्च-सी), 904एल, 2205 डुप्लेक्स
| 30-40
| समुद्री जल में 60-80C तक सुरक्षित
| 25-35
|
35-43
| 904एल, 2507 सुपर डुप्लेक्स
| 35-43
| समुद्री जल में 80-100C तक सुरक्षित; एसडब्ल्यूआरओ एचपी अनुभाग
| 35-45
|
43+
| 2507, मिश्र धातु 254 एसएमओ
| 43-50
| चरम स्थितियों के लिए आरक्षित
| 45-55
|
शून्य गड्ढे का जोखिम
| टाइटेनियम ग्रेड 2
| एन/ए (सीएलआई के प्रति प्रतिरक्षित -पिटिंग)
| सभी समुद्री जल का तापमान
| सभी तापमान
|
प्लांट अनुभाग द्वारा स्टेनलेस स्टील ग्रेड का चयन
कच्चे समुद्री जल का सेवन (जोन 1)
कच्चे समुद्री जल का सेवन समुद्री जल का प्रवेश बिंदु है। तापमान: 20-32C (स्थान और मौसम के अनुसार बदलता रहता है)। क्लोराइड: 18,000-22,000 पीपीएम। घुलित ऑक्सीजन: 4-8 पीपीएम। प्रवाह वेग: 1-3 मी/से. मुख्य संक्षारण जोखिम बायोफिल्म और कम-वेग तलछट संचय से सूक्ष्मजीवविज्ञानी रूप से प्रभावित संक्षारण (एमआईसी) है।
तालिका 5: स्टेनलेस स्टील ग्रेड चयन - कच्चे समुद्री जल का सेवन (जोन 1)
| उपकरण | अनुशंसित ग्रेड | यूएनएस नंबर | औचित्य | वैकल्पिक ग्रेड |
सेवन स्क्रीन
| 316L
| S31603
| परिवेशी समुद्री जल के लिए मानक; कम तापमान वाले सेवन के लिए पर्याप्त
| यदि जैव दूषण गंभीर हो तो 904L
|
सेवन पाइप (कंक्रीट-लाइन वाला)
| 316एल (लाइनर)
| S31603
| कंक्रीट शेल + एसएस लाइनर; 316L पर्याप्त
| 2205 यदि पाइप पूरी तरह से दबा हुआ है तो एस.एस
|
सेवन पंप (आवरण)
| 316L या CD4MCu डुप्लेक्स
| S31603 / J93370
| परिवेशी तापमान पर पंप केसिंग के लिए 316L ठीक है
| उच्च-हेड पंपों के लिए CD4MCu
|
समुद्री जल भंडारण टैंक (दिन का टैंक)
| 316L
| S31603
| परिवेश का तापमान; थोक भंडारण के लिए 316L पर्याप्त है
| उच्च सीएल - खुराक वाले टैंकों के लिए 904 एल
|
कम -दबाव धोने वाली पानी की पाइपिंग
| 316L
| S31603
| कम दबाव; परिवेश का तापमान; 316L पर्याप्त
| बड़े पौधों के लिए 2205
|
पूर्व-उपचार अनुभाग (जोन 2)
पूर्व -उपचार में कौयगुलांट (FeCl3, पॉलीइलेक्ट्रोलाइट), एसिड (पीएच को समायोजित करने के लिए H2SO4 या HCl), और बायोसाइड्स (क्लोरीनीकरण के लिए NaOCl, या क्लोरैमाइन) मिलाया जाता है। इस खंड में पौधे का सबसे जटिल रसायन विज्ञान है। क्लोरीन प्रमुख चर है: 1-3 पीपीएम निरंतर क्लोरीनीकरण 316L के लिए गड्ढे के जोखिम को काफी बढ़ा देता है।
तालिका 6: स्टेनलेस स्टील ग्रेड चयन - पूर्व - उपचार अनुभाग (जोन 2)
| उपकरण | अनुशंसित ग्रेड | यूएनएस नंबर | मुख्य संक्षारण चिंता | वैकल्पिक ग्रेड |
कारतूस फिल्टर बर्तन
| 316L
| S31603
| परिवेश का तापमान; 316एल पर्याप्त; सीएल खुराक की जाँच करें
| उच्च -सीएल खुराक के लिए 904 लीटर
|
फ़्लोक्यूलेशन टैंक (यदि एसएस - पंक्तिबद्ध)
| 316L
| S31603
| FeCl3 कौयगुलांट हल्का संक्षारक है; 316एल ठीक है
| बड़े टैंकों के लिए 2205
|
एसिड खुराक लाइन (H2SO4)
| 316L या 904L
| S31603 / N08904
| H2SO4 एसिड को कम कर रहा है; कम तापमान पर 316L ठीक; सांद्र अम्ल के लिए 904L को प्राथमिकता दी जाती है
| पतला H2SO4 के लिए 316L पर्याप्त है
|
सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaOCl) लाइन
| 904L या 2205
| N08904 / S32205
| NaOCl (1-3 पीपीएम सीएल2 समतुल्य) 30C से ऊपर 316L में गड्ढे का कारण बनता है; 904L न्यूनतम
| 3+ पीपीएम सीएल2 के लिए 2205 को प्राथमिकता दी गई
|
एंटी{0}}स्केलेंट डोज़िंग लाइन
| 316L
| S31603
| हल्का; 316L पर्याप्त
| सीएल के साथ स्केल अवरोधक के लिए 904L-
|
डिगैसिफायर (CO2 निष्कासन)
| 316L
| S31603
| कम तापमान; 316एल ठीक है; CO2 संक्षारण चालक नहीं है
| उच्च-तापमान डीगैसीफायर के लिए 904L
|
एसडब्ल्यूआरओ उच्च-दबाव अनुभाग (जोन 3) - गंभीर क्षेत्र
एसडब्ल्यूआरओ उच्च दबाव (एचपी) अनुभाग किसी भी एसडब्ल्यूआरओ संयंत्र का दिल है और स्टेनलेस स्टील जंग के लिए उच्चतम जोखिम क्षेत्र है। समुद्री जल ~25C पर प्रवेश करता है और 40-50C और 55-80 बार दबाव पर सांद्र धारा से बाहर निकलता है। सांद्रण (अस्वीकार धारा) में क्लोराइड सांद्रता 25,000-35,000 पीपीएम सीएल- तक पहुंच जाती है। उच्च दबाव, ऊंचा तापमान और उच्च क्लोराइड सांद्रता का संयोजन बेहद आक्रामक है।
तालिका 7: स्टेनलेस स्टील ग्रेड चयन - एसडब्ल्यूआरओ उच्च - दबाव अनुभाग (जोन 3)
| उपकरण | अनुशंसित ग्रेड | यूएनएस नंबर | क्रिटिकल डिज़ाइन पैरामीटर्स | वैकल्पिक ग्रेड |
एचपी पंप मैनिफोल्ड
| 2507 सुपर डुप्लेक्स या 2205
| S32750 / S32205
| 55-80 बार दबाव; 25-40C; ध्यान केंद्रित धारा; उच्चतम वेग (3-5 मीटर/सेकेंड)
| <70 बार के लिए 2205 स्वीकार्य; 70-80 बार के लिए 2507 आवश्यक है
|
उच्च-दबाव वाली पाइपिंग (झिल्लियों के ऊपर की ओर)
| 2205 डुप्लेक्स (एस32205)
| S32205
| 55-80 बार; 25-40C; समुद्री जल + क्लोरीनीकरण अवशिष्ट
| उच्च - सीएल सांद्रण अनुभाग के लिए 2507
|
सांद्रित पाइपिंग (पोस्ट-झिल्ली, उच्च-Cl)
| 2507 सुपर डुप्लेक्स
| S32750
| 35,000-40,000 पीपीएम सीएल-; 35-50C; उच्च दबाव (55-65 बार)
| 2205 <30,000 पीपीएम सीएल- और <35सी के लिए स्वीकार्य
|
दबाव पोत (झिल्ली आवास)
| 316एल या 2205 (आंतरिक)
| S31603 / S32205
| आंतरिक गीली सतह; उत्पाद पानी (< 500 ppm Cl-); 316L OK here
| उच्च -लवणीयता वाले फ़ीड के लिए 2205
|
ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरण (ईआरआई/पीटीईसी)
| डुप्लेक्स 2205 या 2507
| S32205 / S32750
| उच्च वेग; अपघर्षक कण; क्लोरीनीकरण; 55-80 बार
| इरोसिव सेवा के लिए 2507 को प्राथमिकता दी गई
|
इंटरस्टेज पाइपिंग (बूस्टर पंप)
| 2205 डुप्लेक्स
| S32205
| मध्यम दबाव (35-55 बार); 25-35सी
| कम {{1}दबाव चरणों के लिए 316L ठीक है
|
नमूनाकरण पंक्तियाँ
| 316L
| S31603
| कम दबाव; परिवेश का तापमान; केवल नमूनाकरण
| क्लोरीनयुक्त नमूनों के लिए 904L
|
थर्मल डिसेलिनेशन अनुभाग (ज़ोन 5) - एमएसएफ और एमईडी
एमएसएफ और एमईडी संयंत्रों का थर्मल अनुभाग किसी भी अलवणीकरण संयंत्र में सबसे अधिक मांग वाला संक्षारण वातावरण है। नमकीन पानी का तापमान 90-120C (MSF शीर्ष नमकीन पानी) और 70-90C (MED) तक पहुँच जाता है। सांद्रण में क्लोराइड की सांद्रता 50,000-70,000 पीपीएम तक पहुंच जाती है। इन तापमानों और क्लोराइड सांद्रता पर, कोई भी ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (304L, 316L, 904L) दीर्घकालिक सेवा के लिए विश्वसनीय नहीं है। टाइटेनियम ग्रेड 2 एमएसएफ/मेड संयंत्रों में हीट एक्सचेंज ट्यूबों के लिए मानक है।
तालिका 8: स्टेनलेस स्टील/टाइटेनियम ग्रेड चयन - थर्मल डिसेलिनेशन अनुभाग (जोन 5)
| उपकरण | अनुशंसित ग्रेड | वैकल्पिक ग्रेड | स्टेनलेस स्टील क्यों नहीं? |
एमएसएफ बाष्पीकरणकर्ता नमकीन हीटर (शेल)
| कार्बन स्टील (एपोक्सी-लाइन्ड या रबर-लाइनेड)
| -
| उच्च तापमान (120C) नमकीन; सीएस अस्तर के साथ पर्याप्त है
|
एमएसएफ हीट एक्सचेंज ट्यूब (प्राथमिक)
| टाइटेनियम ग्रेड 2 (UNS R50400)
| कॉपर -निकल 90/10 (कम तापमान वाले चरणों के लिए)
| कोई भी SS 90°C समुद्री जल में लंबे समय तक जीवित नहीं रह पाता
|
एमएसएफ हीट एक्सचेंज ट्यूब (बाद के चरण)
| टाइटेनियम ग्रेड 2 या CuNi 90/10
| 316L (केवल 60C से नीचे के चरणों के लिए, अंतिम 2-3 चरण)
| 316L समुद्री जल में 70C से ऊपर 3 वर्ष में विफल हो जाता है
|
मेड बाष्पीकरण ट्यूब (प्रभाव 1-3)
| टाइटेनियम ग्रेड 2
| -
| प्रभाव 1-3 70-90C पर चलते हैं; कोई एसएस पर्याप्त नहीं
|
मेड बाष्पीकरण ट्यूब (प्रभाव 4+)
| CuNi 90/10 या 316L
| अंतिम प्रभाव के लिए टाइटेनियम ग्रेड 2
| कम तापमान (50-70C); 316L मामूली रूप से ठीक है
|
वाष्प शीर्ष स्थान (MSF/MED)
| 316L या 2205 (गैर-संघनित गैस क्षेत्रों के लिए)
| टाइटेनियम ग्रेड 2
| उच्च तापमान वाष्प + गैर-संघनित पदार्थ; कंडेनसर शेल के लिए 316L
|
ब्राइन रीसर्क्युलेशन पंप आवरण
| CD4MCu (डुप्लेक्स कास्ट) या 316L (लेपित)
| टाइटेनियम ग्रेड 2 (गर्म नमकीन पानी के लिए)
| गर्म नमकीन (80-120C); 316एल विफल; CuNi अपर्याप्त
|
एमएसएफ डिस्टिलेट ट्रे
| 316L
| 2205 डुप्लेक्स (उच्च वेग के लिए)
| 60-90सी; 316एल पर्याप्त; उच्च-वेग अनुभागों के लिए 2205
|
लागत तुलना और जीवनचक्र
स्टेनलेस स्टील की लागत कार्बन स्टील या लाइन्ड कार्बन स्टील की तुलना में अधिक होती है, लेकिन कुल जीवनचक्र लागत (एलसीसी) विलवणीकरण अनुप्रयोगों में स्टेनलेस स्टील के पक्ष में है। यह खंड अर्थशास्त्र की मात्रा निर्धारित करता है।
तालिका 9: जीवनचक्र लागत तुलना - समुद्री जल सेवा में स्टेनलेस स्टील और विकल्प
| सामग्री ग्रेड | घनत्व (जी/सेमी3) | सापेक्ष लागत सूचकांक (आधार=सीएस) | समुद्री जल में डिज़ाइन जीवन (वर्ष) | वार्षिक लागत सूचकांक | रखरखाव लागत (प्रति वर्ष) |
कार्बन स्टील (अनकोटेड)
| 7.85
| 1.0x
| 1-3
| उच्च (प्रत्येक 2 वर्ष में प्रतिस्थापन)
| उच्च (संक्षारण दर 0.3-1.0 मिमी/वर्ष)
|
कार्बन स्टील (रबड़ से बना हुआ)
| 7.85
| 1.5-2.0x
| 10-15
| मध्यम
| निम्न (प्रत्येक 5 वर्ष में अस्तर का निरीक्षण करें)
|
316L स्टेनलेस स्टील
| 7.98
| 3.5-4.5x
| 20-30
| कम
| बहुत कम
|
2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील
| 7.80
| 5.0-7.0x
| 25-35
| कम
| बहुत कम
|
2507 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील
| 7.80
| 8.0-12.0x
| 30-40
| कम
| नगण्य
|
टाइटेनियम ग्रेड 2
| 4.51
| 15.0-25.0x
| 30-50+
| निम्न (उच्च अग्रिम के बावजूद)
| नगण्य (शून्य सक्रिय संक्षारण)
|
क्यूएनआई 90/10
| 8.94
| 4.0-6.0x
| 15-25
| मध्यम
| कम (मामूली जैव ईंधन)
|
अलवणीकरण स्टेनलेस स्टील के लिए उत्पादन और सामग्री मानक
तालिका 11: अलवणीकरण स्टेनलेस स्टील के लिए उत्पादन और सामग्री मानक
| मानक | पूरा नाम | पर लागू होता है | मुख्य आवश्यकताएँ | जब आवश्यक हो |
एएसटीएम ए240/ए240एम
| क्रोमियम और क्रोमियम के लिए मानक विशिष्टता -निकल स्टेनलेस स्टील प्लेट, शीट और स्ट्रिप
| दबाव वाहिकाओं के लिए शीट और प्लेट
| रसायन विज्ञान सीमाएँ, यांत्रिक गुण, कठोरता, मिल परीक्षण रिपोर्ट
| सभी स्टेनलेस स्टील शीट और प्लेट के लिए अनिवार्य
|
एएसटीएम ए789/ए789एम
| सीमलेस और वेल्डेड फेरिटिक/ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील टयूबिंग के लिए मानक विशिष्टता
| निर्बाध डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स ट्यूबिंग
| रसायन विज्ञान, यांत्रिक गुण, एचआईसी परीक्षण (खट्टे वातावरण के लिए)
| सभी डुप्लेक्स ट्यूब के लिए अनिवार्य
|
एएसटीएम ए790/ए790एम
| सीमलेस और वेल्डेड फेरिटिक/ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील पाइप के लिए मानक विशिष्टता
| निर्बाध डुप्लेक्स पाइप
| A789 के समान; प्लस आयामी सहनशीलता, हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण
| सभी डुप्लेक्स पाइप के लिए अनिवार्य
|
एएसटीएम ए268/ए268एम
| सीमलेस और वेल्डेड फेरिटिक स्टेनलेस स्टील टयूबिंग के लिए मानक विशिष्टता
| फेरिटिक एसएस ट्यूब (अलवणीकरण में उपयोग नहीं किया जाता)
| -
| लागू नहीं
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एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग II भाग ए
| एएसएमई बॉयलर और दबाव पोत कोड, खंड II, भाग ए (लौह सामग्री)
| एएसएमई-मुद्रांकित जहाजों के लिए सामग्री
| सामग्री योग्यता, ताप उपचार, परीक्षण
| ASME स्टाम्प वाले दबाव वाहिकाओं के लिए
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एन 10028-7
| दबाव प्रयोजनों के लिए फ्लैट उत्पाद - भाग 7: स्टेनलेस स्टील
| दबाव उपकरण के लिए प्लेट और शीट (ईयू)
| एएसटीएम ए240 के समान
| यूरोपीय संघ परियोजनाएं; EN-मानक देश
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आईएसओ 21457
| पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस उद्योग - समुद्री जल इंजेक्शन प्रणालियों के लिए सामग्री
| समुद्री जल पाइपिंग सिस्टम (सामान्य)
| पीआरईएन न्यूनतम; संक्षारण परीक्षण आवश्यकताएँ
| अंतर्राष्ट्रीय तेल एवं गैस; अलवणीकरण संदर्भ
|
डीएनवीजीएल-आरपी-बी101
| समुद्री जल में संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के लिए अनुशंसित अभ्यास
| समुद्री जल पाइपिंग और हीट एक्सचेंजर्स
| पीआरईएन, एमओ%, एन%; तापमान सीमा; परीक्षण आवश्यकताएँ
| नॉर्डिक परियोजनाएँ; डीएनवी-वर्गीकृत जहाज़
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एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156
| H2S के लिए सामग्री - वातावरण युक्त
| खट्टा सेवा अलवणीकरण (दुर्लभ)
| H2S सेवा के लिए सामग्री आवश्यकताएँ
| केवल यदि H2S मौजूद है (तेल-क्षेत्र जल सह-उत्पादन)
|
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: अलवणीकरण संयंत्रों में उपयोग किया जाने वाला सबसे आम स्टेनलेस स्टील ग्रेड कौन सा है?
ए: 316L स्टेनलेस स्टील (UNS S31603) अलवणीकरण संयंत्रों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला ग्रेड है, जो सभी स्टेनलेस स्टील के उपयोग का लगभग 60 - 70% (सेवन, पूर्व {{4} उपचार टैंक, उत्पाद जल पाइपिंग, और कम {{6} दबाव अनुभाग) को कवर करता है। उच्च दबाव वाले एसडब्ल्यूआरओ अनुभागों और थर्मल अनुभागों के लिए, क्रमशः 2205 डुप्लेक्स और टाइटेनियम ग्रेड 2 मानक हैं।
प्रश्न: क्या 316L स्टेनलेस स्टील का उपयोग समुद्री जल में किया जा सकता है?
उत्तर: हाँ, लेकिन केवल विशिष्ट परिस्थितियों में: परिवेश का तापमान (30{3}}40C से नीचे), कम प्रवाह वेग (2 मीटर/सेकेंड से नीचे), कोई क्लोरीनीकरण नहीं या कम क्लोरीनीकरण (1 पीपीएम से नीचे), और कोई कम जमाव स्थिति नहीं। व्यवहार में, 316L कच्चे समुद्री जल सेवन (ज़ोन 1) और उत्पाद जल अनुभाग (ज़ोन 4) के लिए पर्याप्त है। यह क्लोरीनयुक्त पूर्व-उपचार (जोन 2), एसडब्ल्यूआरओ एचपी अनुभाग (जोन 3), या थर्मल अनुभाग (जोन 5) के लिए पर्याप्त नहीं है।
प्रश्न: PREN क्या है और यह विलवणीकरण के लिए क्यों महत्वपूर्ण है?
ए: PREN (पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या)=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N। यह क्लोराइड सांद्रता और तापमान की भविष्यवाणी करता है जिस पर गड्ढा शुरू होगा। समुद्री जल (~20,000 पीपीएम सीएल-) में, निरंतर संचालन के लिए कम से कम 30 पीआरईएन की सिफारिश की जाती है . 316एल (पीआरईएन ~24-30) सीमांत है; 2205 (पीआरईएन ~30-35) पर्याप्त है; सबसे आक्रामक क्षेत्रों के लिए 2507 (PREN ~40-43) को प्राथमिकता दी जाती है।
प्रश्न: एमएसएफ/मेड अलवणीकरण संयंत्रों में टाइटेनियम का उपयोग क्यों किया जाता है?
ए: टाइटेनियम ग्रेड 2 (यूएनएस आर50400) 260C तक के सभी तापमानों पर समुद्री जल में गड्ढों और दरारों के क्षरण से प्रतिरक्षित है। एमएसएफ संयंत्रों (90{6}}120C) और एमईडी संयंत्रों (70{9}}90C) के शीर्ष नमकीन तापमान पर, कोई भी स्टेनलेस स्टील ग्रेड लंबे समय तक जीवित नहीं रह सकता है। समुद्री जल में टाइटेनियम का सक्रिय क्षरण शून्य है: टाइटेनियम ऑक्साइड फिल्म (TiO2) पूरी तरह से स्थिर है और क्षतिग्रस्त होने पर स्व-उपचार करती है। इसकी एकमात्र सीमा लागत (316एल से 8-15 गुना अधिक) और ऊंचे तापमान पर स्थिर स्थितियों में दरार के क्षरण के प्रति संवेदनशीलता है।
प्रश्न: 2205 डुप्लेक्स और 2507 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के बीच क्या अंतर है?
ए: मुख्य अंतर हैं: (1) 2507 में उच्च क्रोमियम (24-26% बनाम 22-23%), उच्च मोलिब्डेनम (3-5% बनाम 3.0-3.5%), उच्च नाइट्रोजन (0.20-0.30% बनाम 0.14-0.20%) है; (2) 2507 में उच्चतर PREN (40-43 बनाम 30-35) है; (3) 2507 में उच्च तन्यता ताकत है (2205 के लिए 800 एमपीए बनाम 620 एमपीए); (4) 2507 का उपयोग सबसे अधिक मांग वाले क्षेत्रों के लिए किया जाता है (एसडब्ल्यूआरओ एचपी पंप मैनिफोल्ड्स, 40 सी+ पर ध्यान केंद्रित पाइपिंग); 2205 का उपयोग सामान्य SWRO HP पाइपिंग के लिए किया जाता है।
प्रश्न: क्लोरीनीकरण स्टेनलेस स्टील के चयन को कैसे प्रभावित करता है?
ए: अलवणीकरण स्टेनलेस स्टील चयन में क्लोरीनीकरण (NaOCl खुराक) सबसे महत्वपूर्ण परिचालन चर है। क्लोरीन समुद्री जल की ऑक्सीकरण क्षमता को बढ़ाता है, जिससे गड्ढे बनने की गति तेज हो जाती है। . 316L गड्ढा 30C पर 1 पीपीएम सीएल2 पर और 50C पर 0.3 पीपीएम सीएल2 पर होता है। लगातार क्लोरीनयुक्त समुद्री जल (2-3 पीपीएम) के लिए, न्यूनतम 904L (PREN 35-40) का उपयोग करें। शॉक क्लोरीनीकरण (5-10 पीपीएम) के लिए, 2205 डुप्लेक्स या उच्चतर का उपयोग करें।
प्रश्न: अलवणीकरण संयंत्रों में कम जमा जंग का क्या कारण है और इसे कैसे रोका जाता है?
उत्तर: जमा संक्षारण (यूडीसी) तब होता है जब तलछट, स्केल या बायोफिल्म पाइप की दीवार पर जमा हो जाता है, जिससे जमा के नीचे एक विभेदक वातन कोशिका (ऑक्सीजन कम क्षेत्र) बन जाता है, जबकि आसपास की सतह सुरक्षित रहती है। अलवणीकरण में, यूडीसी सेवन और पूर्व-उपचार अनुभागों में 316एल के लिए प्राथमिक विफलता मोड है। रोकथाम: (1) तलछट को जमने से रोकने के लिए प्रवाह वेग 1.5 मीटर/सेकेंड से ऊपर बनाए रखें; (2) चिकनी बोर पाइपिंग (आंतरिक बीड के साथ वेल्डेड पाइप के बजाय सेनेटरी पाइप) निर्दिष्ट करें; (3) जमाव जमा होने की संभावना वाले क्षेत्रों (झुकाव, मृत पैर, कम वेग खंड) में 904एल या 2205 का उपयोग करें।
प्रश्न: अलवणीकरण अनुप्रयोगों में स्टेनलेस स्टील का डिज़ाइन जीवन क्या है?
ए: 316एल: जोन 1-2 में 20-30 वर्ष; 2205 डुप्लेक्स: जोन 3 में 25-35 वर्ष; 2507 सुपर डुप्लेक्स: ज़ोन 3 में 30-40 वर्ष; टाइटेनियम ग्रेड 2: ज़ोन 5 में 30-50+ वर्ष। वास्तविक सेवा जीवन इस पर निर्भर करता है: तापमान, क्लोराइड एकाग्रता, प्रवाह वेग, क्लोरीनीकरण शासन और निर्माण गुणवत्ता।
