क्लोरो-क्षार और बुनियादी रसायनों के उत्पादन में, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल संश्लेषण भट्टी (एचसीएल भट्टी) विद्युत अपघटन द्वारा उत्पादित क्लोरीन और हाइड्रोजन से हाइड्रोजन क्लोराइड गैस के संश्लेषण में केंद्रीय भूमिका निभाती है ; इसका उत्पादन सीधे पीवीसी, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और अन्य क्लोराइड उत्पादों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, दो प्रमुख डिज़ाइन हैं: ग्रेफाइट संश्लेषण भट्टियां और स्टील वाटर-जैकेटेड संश्लेषण भट्टियां। पहली श्रेणी में मर्सन, एसजीएल कार्बन और विल्क-ग्रेफाइट जैसे निर्माताओं की बॉटम-फायर्ड या टॉप-फायर्ड इकाइयां शामिल हैं, जबकि दूसरी श्रेणी मुख्य रूप से छोटे और मध्यम आकार के संयंत्रों में उपयोग की जाती है। ग्रेफाइट भट्टियां आमतौर पर 1,500°C से अधिक तापमान पर संचालित होती हैं, और विशेष परिचालन स्थितियों में तापमान 2,500°C तक पहुंच सकता है। बर्नर (एचसीएल बर्नर) नीचे की ओर लगा होता है और लौ ऊपर की ओर निर्देशित होती है, और भट्टी के शीर्ष पर एक सुरक्षा रप्चर डिस्क स्थापित होती है; अधिक दाब की स्थिति में, गैस सुरक्षित रूप से ऊपर की ओर निकल जाती है।
इस प्रकार के उपकरणों के लिए परिचालन वातावरण अत्यंत कठोर होता है। पानी की उपस्थिति में HCl धातुओं के लिए अत्यधिक संक्षारक होता है। यद्यपि ग्रेफाइट घटक संक्षारण-प्रतिरोधी होते हैं, फिर भी वे यांत्रिक क्षति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं; संक्षारणित ग्रेफाइट को HCl संक्षारण का सामना करने के लिए सांद्रता और तापमान की पूरी श्रृंखला में एक पूर्ण संक्षारण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है। इसलिए, भट्टी के दीर्घकालिक संचालन को सुनिश्चित करने के लिए नियमित HCl भट्टी रखरखाव आवश्यक है। रखरखाव चक्र आमतौर पर 36 से 48 महीने का होता है, लेकिन बर्नरों को अक्सर अधिक बार निरीक्षण की आवश्यकता होती है—यदि हाइड्रोजन-से-क्लोरीन अनुपात में विचलन होता है, तो बर्नर के अंदर एक विस्फोटक मिश्रण बन सकता है। फ्रांस में एक रासायनिक संयंत्र में, हाइड्रोजन पाइपलाइन में संघनन के कारण हाइड्रोजन प्रवाह दर में कमी आई, जिससे भट्टी के अंदर क्लोरीन का अत्यधिक संचय हुआ, जिसके परिणामस्वरूप अंततः पुनः आरंभ के दौरान विस्फोट हुआ। इन वास्तविक अनुभवों के आधार पर, हमने HCl भट्टी बर्नरों के लिए अपनी रखरखाव/मरम्मत योजना को अद्यतन किया है। निम्नलिखित अनुभागों में तीन चरणों का विस्तार से वर्णन किया जाएगा: एचसीएल भट्टी के रखरखाव के चरण, एचसीएल भट्टी को हटाने/विध्वंस करने के चरण और एचसीएल भट्टी को अलग करने के चरण।
एचसीएल भट्टी के रखरखाव की तैयारी तीन चरणों में की जाती है। तकनीकी तैयारियों में पिछली रखरखाव प्रक्रियाओं के रिकॉर्ड की समीक्षा करना और वर्तमान खराबी के लक्षणों का विश्लेषण करना शामिल है ताकि दहन शीर्ष, ग्रेफाइट अनुभाग और विस्फोट-रोधी झिल्लियों जैसे घटकों की प्रतिस्थापन सूची निर्धारित की जा सके। सामग्री संबंधी तैयारियों में ग्रेफाइट छोटी ट्यूबों, विस्तारित पीटीएफई गैसकेट और टूटने वाली डिस्क के विनिर्देशों का सत्यापन करना शामिल है; ग्रेफाइट भट्टी के मुख्य भाग के लिए गैसकेट आमतौर पर 5 मिमी मोटी और 15 मिमी चौड़ी होती हैं। सुरक्षा और प्रक्रिया पृथक्करण की तैयारियां सर्वोपरि हैं—भट्टी को खाली करने के बाद, नाइट्रोजन को भट्टी में तब तक प्रवाहित किया जाता है जब तक ऑक्सीजन और ज्वलनशील गैस का स्तर मानकों के अनुरूप न हो जाए; क्लोरीन और हाइड्रोजन पाइपलाइनों पर ब्लाइंड फ्लैंज लगाए जाते हैं; और सभी फीड लाइनों को बंद करने के बाद ही काम शुरू किया जा सकता है।
पुर्जे को खोलने और निरीक्षण करने के चरण में प्रवेश करते ही, सबसे पहले ग्लास को निकालकर उसमें किसी भी प्रकार की क्षति की जाँच करें। फिर बर्नर हेड को निकालकर देखें कि कॉन्सेंट्रिक ट्यूब अवरुद्ध है या जल गई है; यदि भीतरी ट्यूब के सिरे पर जंग 20 मिमी से अधिक लंबाई में है, तो उस पुर्जे को बदलना होगा। इसके बाद, बर्स्ट डिस्क को निकालें; प्रत्येक रखरखाव चक्र के दौरान एक नई बर्स्ट डिस्क लगाई जानी चाहिए, और किसी भी विकृत या जंग लगी डिस्क को दोबारा नहीं लगाना चाहिए। एचसीएल गैस पाइपलाइन में रुकावट और जंग की जाँच करें, और वाल्व, फ्लो मीटर और तापमान गेज की जाँच करके सुनिश्चित करें कि वे ठीक से काम कर रहे हैं। भट्टी के मुख्य निरीक्षण में दीवार की मोटाई का मापन महत्वपूर्ण है; डिज़ाइन मोटाई से कम मोटाई वाले क्षेत्रों की मरम्मत या उन्हें बदला जाना चाहिए, और भट्टी के आधार की समतलता में विचलन 3 मिमी के भीतर होना चाहिए।
मरम्मत और प्रतिस्थापन सबसे महत्वपूर्ण चरण है। बर्नर हेड को पुनः स्थापित करते समय, ऊर्ध्वाधर विचलन 1 मिमी से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि ग्रेफाइट भाग में मामूली दरारें दिखाई देती हैं, तो उन्हें पुनः जोड़ा जा सकता है; हालांकि, व्यापक दरारों की स्थिति में, पूरे भाग को बदलना आवश्यक है। यदि फ्लेंज के सिरे क्षतिग्रस्त हैं, तो उन्हें ठीक करने के लिए उन्हें तराशना होगा; जिन ग्रेफाइट ब्लॉकों की बाहरी सतहों पर अत्यधिक स्केल जमा हो गया है, उन्हें एसिड से धोना होगा। कार्बन स्टील शेल पर स्थानीय जंग को घिसकर पुनः वेल्ड किया जा सकता है, लेकिन लाइनिंग की अखंडता की पुष्टि करना आवश्यक है; अन्यथा, जैकेट परत में HCl के प्रवेश से तनाव संक्षारण दरारें उत्पन्न हो सकती हैं। पुनः संयोजन और चालू करने के चरण में पुनः स्थापना, संरेखण, दबाव और रिसाव परीक्षण, और प्रज्वलन स्वीकृति को क्रमानुसार पूरा किया जाता है। ग्रेफाइट भट्टी की विशेष मरम्मत में ग्रेफाइट भट्टियों के लिए विशेष उपचार शामिल है, जिसमें पुनः जोड़ना, ग्रेफाइट भागों का प्रतिस्थापन, फ्लेंज के सिरे को तराशना और स्केल हटाने के लिए एसिड से धोना शामिल है।
| कदम | मुख्य संचालन | मुख्य विवरण |
|---|---|---|
| तैयारी | तकनीकी, सामग्री, सुरक्षा और प्रक्रिया अलगाव | नाइट्रोजन पर्जिंग सत्यापित; एचसीएल पाइपलाइन को सुखा दिया गया |
| अलग करना और निरीक्षण करना | दृष्टि कांच, बर्नर हेड, विस्फोट-रोधी झिल्ली और एचसीएल पाइपों को हटाना | जहां जंग 20 मिमी से अधिक हो, वहां पाइप के भीतरी सिरों को बदल दें। |
| मरम्मत और प्रतिस्थापन | भट्टी के ढांचे की मरम्मत, ग्रेफाइट भाग की मरम्मत, गैसकेट और बोल्ट बदलना | बर्नर हेड की ऊर्ध्वाधरता ≤ 1 मिमी |
| पुनः संयोजन और चालू करना | पुनःस्थापन, संरेखण, दबाव और रिसाव परीक्षण, परीक्षण रन | प्रत्येक रखरखाव के बाद रप्चर डिस्क को बदलना आवश्यक है। |
| ग्रेफाइट भट्टी की विशेष मरम्मत | बॉन्डिंग, ग्रेफाइट सेक्शन रिप्लेसमेंट, फ्लेंज फेस टर्निंग | बाहरी सतह की पपड़ी को एसिड से धोना |
एचसीएल भट्टी को हटाने का पहला चरण उसे बंद करना और अलग करना है। भट्टी में गैस का प्रवाह धीरे-धीरे कम करने के बाद, सबसे पहले क्लोरीन की आपूर्ति बंद करें, फिर हाइड्रोजन की आपूर्ति बंद करें, और नाइट्रोजन से तब तक शुद्धिकरण करें जब तक कि सिस्टम स्वीकार्यता मानदंडों को पूरा न कर ले। सिस्टम को सामान्य परिचालन स्तर से नीचे तक दबावमुक्त और ठंडा करें। क्लोरीन और हाइड्रोजन पाइपलाइनों को डिस्कनेक्ट करने के बाद, फ्लेंज क्लैंप का उपयोग करके ब्लाइंड फ्लेंज लगाएं। भट्टी के शीर्ष एचसीएल आउटलेट से प्रथम-चरण अवशोषक तक जाने वाले पीवीसी पाइप को डिस्कनेक्ट करें और बाद में उठाने की प्रक्रियाओं में बाधा न डालने के लिए एक ब्लाइंड फ्लेंज लगाएं। संश्लेषण भट्टी से ग्रेफाइट कूलर को जोड़ने वाले फ्लेंज को डिस्कनेक्ट करने के बाद, पूरे कूलर को उठाएं और उसे एक सुरक्षित स्थान पर ले जाएं।
पाइपिंग और सहायक उपकरणों को हटाने का काम ऊपर से नीचे, बाहर से अंदर की ओर क्रम में होना चाहिए: सबसे पहले विद्युत और उपकरण लाइनें हटाई जाती हैं, उसके बाद वाल्व और प्रोसेस पाइपिंग, और अंत में उपकरण। भट्टी की ऊपरी सीढ़ियों और प्लेटफार्मों को काटते और हटाते समय, विस्फोट-संभावित क्षेत्रों में गर्म कार्य प्रबंधन पर विशेष ध्यान दें। HCl भट्टी को हटाने की प्रक्रिया में लिफ्टिंग और होइस्टिंग सबसे जोखिम भरा चरण है। जब एक संयंत्र ने 16 मीटर ऊँची, 37 मीट्रिक टन की संश्लेषण भट्टी को तोड़ा, तो तोड़ने से पहले कार्य वातावरण का व्यापक सर्वेक्षण किया गया और प्रत्येक वस्तु से संभावित जोखिमों की पहचान करने के लिए एक योजना बनाई गई। तकनीकी कर्मियों ने पूरी प्रक्रिया के दौरान पूर्ण मार्गदर्शन प्रदान किया, और समर्पित सुरक्षा कर्मियों ने ऊँचाई पर किए जाने वाले सभी कार्यों, गर्म कार्य और लिफ्टिंग कार्यों की साइट पर निगरानी रखी। सहायक पाइपिंग पर सभी बेस बोल्ट और फ्लैंज हटा दिए जाने के बाद, क्रेन की सहायता से भट्टी के मुख्य भाग को सुरक्षित रूप से बाहर निकाला गया। पूरी प्रक्रिया के दौरान सुरक्षा नियंत्रण लागू किए गए; कार्य परमिट, प्रतिबंधित पहुँच क्षेत्र, गर्म कार्य परमिट और गैस का पता लगाना सभी अनिवार्य थे।
एचसीएल भट्टी को खोलना सबसे पहले उसके हिस्सों को अलग-अलग करके शुरू होता है। सबसे पहले, स्टील भट्टी के ढांचे को ग्रेफाइट ढांचे से जोड़ने वाली छोटी ग्रेफाइट नलियों को हटा दें—सीलिंग पैकिंग ग्रूव को हटाते समय सावधानी बरतनी चाहिए। छोटी नलियों को हटाने के बाद ही स्टील भट्टी के ढांचे के ऊपरी हिस्से पर लगे कनेक्टिंग फ्लैंज को अलग किया जा सकता है। स्टील भट्टी के ढांचे को उठाकर जमीन पर रखने के बाद, ग्रेफाइट ढांचे को ऊपर से नीचे तक एक-एक करके अलग किया जाता है। प्रत्येक ग्रेफाइट हिस्से को हटाते समय उठाने वाले बल को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना चाहिए। हालांकि संसेचित ग्रेफाइट जंग-रोधी होता है, लेकिन यांत्रिक प्रभावों के प्रति इसकी प्रतिरोधक क्षमता कम होती है और टक्कर लगने से इसमें दरारें आसानी से पड़ सकती हैं।
नंबरिंग और रिकॉर्डिंग, डिसमैंटलिंग प्रक्रिया के ऐसे चरण हैं जिन्हें अक्सर नज़रअंदाज़ कर दिया जाता है, लेकिन इनका व्यावहारिक प्रभाव बहुत महत्वपूर्ण होता है। प्रत्येक ग्रेफाइट सेक्शन को हटाने के तुरंत बाद, उसे नंबर दें और एक रेखाचित्र बनाएं, जिसमें फ्लेंज फेस की दिशा और सीलिंग सतह की स्थिति को नोट करें। उचित नंबरिंग और रिकॉर्ड के बिना, यदि सेक्शन को गलत क्रम या दिशा में फिर से जोड़ा जाता है, तो फ्लेंज फेस संरेखित नहीं होंगे और सील विफल हो जाएगी। डिसअसेंबली के दौरान, प्रत्येक सेक्शन का निरीक्षण और मरम्मत की जाती है, जिसमें ग्रेफाइट ब्लॉकों की भीतरी और बाहरी सतहों पर स्लैग छिद्रों, रिसावों और दरारों की जांच पर ध्यान केंद्रित किया जाता है, साथ ही फ्लेंज फेस पर जंग के गड्ढों की भी जांच की जाती है। गंभीर रूप से जमाव वाले ग्रेफाइट ब्लॉकों को एसिड से धोना आवश्यक है; छोटी दरारों की मरम्मत चिपकने वाले पदार्थ से की जा सकती है, जबकि आर-पार दरारें या व्यापक क्षति वाले ब्लॉकों को बदलना आवश्यक है।
ग्रेफाइट कूलर के रखरखाव के दौरान, पाइप के खुले सिरों की भी जाँच करना आवश्यक है ताकि कोई रुकावट न हो—सिंथेसिस फर्नेस का आउटलेट तापमान आमतौर पर 450 से 500 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। यदि कूलर का इनलेट तापमान हाइड्रोजन क्लोराइड के ओस बिंदु (108.65 डिग्री सेल्सियस) से नीचे गिर जाता है, तो HCl अम्लीय घोल में संघनित हो जाएगा जो पाइपों को संक्षारित कर देगा; इसके विपरीत, अत्यधिक उच्च तापमान ग्रेफाइट कूलर के सेवा जीवन को कम कर देगा। इस तापमान सीमा को बनाए रखना HCl फर्नेस के रखरखाव का एक महत्वपूर्ण पहलू है जिसे अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है लेकिन उपकरण के जीवनकाल पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। डिस्सेम्बली निरीक्षण पूरा होने के बाद, सभी घटकों को उनके सीरियल नंबरों के अनुसार उनके निर्धारित भंडारण स्थानों पर वापस रख दिया जाता है, पुनः स्थापना या स्क्रैपिंग की प्रतीक्षा में।
एचसीएल भट्टी के रखरखाव और उसे खोलने के दौरान, कुछ खराब हो चुके कीमती धातु के पुर्जे बरामद किए जा सकते हैं; आप उन्हें रीसायकल करवाने के लिए किसी कीमती धातु रीसाइक्लिंग कंपनी से संपर्क कर सकते हैं।
भाषा
