পৃথিবীর পানির সম্পদের প্রায় 3% জন্য স্বাদু পানি। সমুদ্রের পানি বিশুদ্ধকরণের মাধ্যমে নতুন নতুন পানির সম্পদ অর্জন ভবিষ্যতে বিশ্বের পানি ব্যবহারের একটি প্রধান প্রবণতা। বর্তমানে, মধ্যপ্রাচ্যের মতো জলের সংস্থানহীন অঞ্চলে জলের উত্সগুলি পাওয়ার জন্য সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ প্রধান উপায় হয়ে উঠেছে।
1. বিশ্বে সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণের অবস্থা
1993 সাল নাগাদ, বিশ্বের 5738টি অঞ্চলে 9014টি সামুদ্রিক জল বিশুদ্ধকরণ সরঞ্জাম ছিল, যার মোট ক্ষমতা 1.624x107m3/d। শুধুমাত্র মধ্যপ্রাচ্যেই মোট ক্ষমতা 8.91x106m3/d-এ পৌঁছেছে, যা 55% এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে 2.37x106m3/d, যা 5% এর জন্য দায়ী।
1950 এর দশকের গোড়ার দিকে, সামুদ্রিক জলের বিশুদ্ধকরণ মিঠা পানি উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে। সামুদ্রিক জল বিশুদ্ধকরণের প্রধান পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে:
① বাষ্পীভবন পদ্ধতি: মাল্টিস্টেজ ফ্ল্যাশ পদ্ধতি, একক-স্টেজ ফ্ল্যাশ পদ্ধতি, উল্লম্ব মাল্টি ইফেক্ট পদ্ধতি, অনুভূমিক মাল্টি ইফেক্ট পদ্ধতি, ডিপ টিউব পদ্ধতি এবং বাষ্প কম্প্রেশন পদ্ধতি;
② ঝিল্লি পদ্ধতি: ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস, বিপরীত অসমোসিস;
③ যৌগিক পদ্ধতি।
এর মধ্যে, বাষ্পীভবন পদ্ধতি 60%, বিপরীত অসমোসিস পদ্ধতি 33% এবং ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস পদ্ধতি 5.5%।
2. সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ সরঞ্জামে টাইটানিয়ামের প্রয়োগ
2.1 তাপ স্থানান্তর পাইপ সমুদ্রের জল নিষ্কাশন সরঞ্জাম
কপার অ্যালয় টিউবগুলি মূলত মূল সমুদ্রের জলের বিশুদ্ধকরণ সরঞ্জামগুলিতে তাপ পরিবাহী টিউব হিসাবে ব্যবহৃত হয়। কপার অ্যালয় টিউবগুলির অনেক ত্রুটির কারণে, তারা উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং রক্ষণাবেক্ষণ মুক্ত টাইটানিয়াম টিউব দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে
(1) টাইটানিয়াম টিউবের প্রাচীর বেধ
তাপ স্থানান্তর পাইপের প্রাচীরের বেধ পরিষেবার শর্তাবলী, টিউবশিট উপকরণ, পাইপ সম্প্রসারণ অপারেশনের নির্মাণ ক্ষমতা, পাইপ শেষ ঢালাই প্রযুক্তি ইত্যাদি দ্বারা নির্ধারিত হয় তাপ স্থানান্তর পাইপের ছোট ব্যাস এবং শক্তির জন্য কম প্রয়োজনীয়তার কারণে, পাতলা প্রাচীর বেধ সহ পাইপ প্রকৃত ব্যবহারে ব্যবহৃত হয়। সাধারণত, তামার খাদ পাইপের প্রাচীর বেধ হয় 0.9 মিমি-1.2 মিমি; টাইটানিয়াম পাইপ দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন। কম ক্ষয়প্রাপ্ত স্থানে, 0.3 মিমি প্রাচীর পুরুত্ব সহ পাতলা দেয়ালযুক্ত ঢালাই পাইপ ব্যবহার করা যেতে পারে।
(2) টাইটানিয়াম টিউবের তাপ পরিবাহিতা
তাপ স্থানান্তর পাইপের বিভিন্ন উপাদানের কারণে, তাপ পরিবাহিতাও ভিন্ন, যেমন টাইটানিয়ামের জন্য 17w / (m • K), অ্যালুমিনিয়াম পিতলের জন্য loow / (m • K), 90 / 10 সাদা তামার জন্য 47w (m • K) এবং 70 / 30 সাদা তামার জন্য 29w / (m • K)। অতএব, তাপ স্থানান্তর পাইপের তাপ স্থানান্তর প্রভাব প্রাচীর বেধ পরিবর্তনের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। উপরের উপকরণগুলির মধ্যে, টাইটানিয়ামের সর্বনিম্ন তাপ পরিবাহিতা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, পাতলা টাইটানিয়াম ঢালাই করা পাইপ ব্যবহার করে, যদিও তাপ পরিবাহিতা অ্যালুমিনিয়াম পিতলের চেয়ে খারাপ, এটি 90/10 সাদা তামার সমতুল্য এবং 70/30 সাদা তামার চেয়ে ভাল।
(3) টাইটানিয়াম টিউবের ইকোনমি টাইটানিয়াম টিউবের একক ভরের মূল্য তামার খাদ টিউবের তুলনায় 2-6 গুণ বেশি, তবে খরচের কার্যক্ষমতার দিক থেকে, টাইটানিয়াম টিউবের দাম তামার খাদ টিউবের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে। টাইটানিয়ামের কম ঘনত্ব এবং একই প্রাচীরের বেধের কারণে, একই দৈর্ঘ্যের টাইটানিয়াম টিউবের গুণমান তামার খাদ টিউবের মাত্র 50%। যখন টাইটানিয়াম টিউবের প্রাচীরের বেধ তামার খাদ টিউবের 50% হয়, তখন একই তাপ স্থানান্তর এলাকা সহ টাইটানিয়াম টিউব তামার খাদ পাইপের মাত্র 1/4. পাতলা-দেয়ালের টাইটানিয়াম ওয়েল্ডেড পাইপের সামগ্রিক মূল্যের একই সাথে ব্যাখ্যা করা অ্যালুমিনিয়াম কপার টিউবের মতোই, যা তামার নলের চেয়ে সস্তা।
2.2 জাপানে পাতলা প্রাচীর টাইটানিয়াম ওয়েল্ডেড পাইপের বিকাশ এবং প্রয়োগ
টাইটানিয়াম স্ট্রিপ রোলিং প্রযুক্তির সফল বিকাশ টাইটানিয়াম ওয়েল্ডেড পাইপের ব্যাপক উত্পাদনের ভিত্তি হয়ে উঠেছে। 1960-এর দশকে, জাপানে পারদ কস্টিক সোডার ইলেক্ট্রোলাইটিক উত্পাদনে টাইটানিয়াম তার ব্যবহার করা হয়েছিল; 1990 এর দশকের গোড়ার দিকে, দূষণ রোধ করার জন্য, কস্টিক সোডা উত্পাদন প্রক্রিয়া উন্নত করা হয়েছিল। ডায়াফ্রাম পদ্ধতি গ্রহণের সাথে, 700 টনেরও বেশি টাইটানিয়াম স্ট্রিপ প্রয়োগ করা হয়েছিল। এই সুযোগটি নিয়ে, জাপান গরম-ঘূর্ণিত এবং ঠান্ডা-ঘূর্ণিত টাইটানিয়াম স্ট্রিপের ক্রমাগত উৎপাদনের প্রযুক্তি অধ্যয়ন ও বিকাশ করেছে, এবং সামুদ্রিক জলের বিশুদ্ধকরণ এবং টাইটানিয়াম থিন-পাওয়ার স্টেশনে কনডেনসারের দেয়ালযুক্ত ওয়েল্ডেড পাইপের জন্য একটি ব্যাচ উৎপাদন ব্যবস্থা স্থাপন করেছে, সেই অনুযায়ী, পাতলা ওয়ালড পাইপ{9} এর উৎপাদন প্রযুক্তি বিকাশ করা হয়েছে।
Hitachi, Mitsubishi এবং Toshiba দ্বারা উত্পাদিত পাওয়ার স্টেশন কনডেন্সারগুলি 0.5 মিমি পুরু টাইটানিয়াম ঢালাই পাইপ ব্যবহার করে। মিতসুবিশি, কাওয়াসাকি, হিটাচি, মিতসুই এবং কোবে স্টিল দ্বারা উত্পাদিত সমুদ্রের জলের বিশুদ্ধকরণ ইউনিটগুলি 0.5 মিমি-0.7 মিমি পুরু টাইটানিয়াম ঢালাই পাইপ ব্যবহার করে।
প্রধানত পাওয়ার স্টেশনে ব্যবহৃত, টাইটানিয়াম ঢালাই পাইপ ব্যাপকভাবে সমুদ্রের জলের বিশুদ্ধকরণ, লোহা তৈরি, জাহাজ নির্মাণ, পেট্রোলিয়াম পরিশোধন, রাসায়নিক শিল্প এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে তাপ স্থানান্তর পাইপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছে। 1983 সাল নাগাদ, 16 বছরে, জাপান সারা বিশ্ব জুড়ে 4038t পাতলা-প্রাচীরযুক্ত টাইটানিয়াম ওয়েল্ডেড পাইপ তৈরি করেছিল সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ সরঞ্জামের জন্য। এখন পর্যন্ত, সমুদ্রের জলের ক্ষয় দ্বারা সৃষ্ট কোন ক্ষতি হয়নি।
(1) বায়ুচলাচল কনডেন্সার এবং জেট কম্প্রেসার
জাপানের আসল সামুদ্রিক জলের বিশুদ্ধকরণের সরঞ্জাম হল 2650t/D সামুদ্রিক জল নিষ্কাশন সরঞ্জাম যা মাতসুশিমা কার্বন মাইন কোং, লিমিটেড দ্বারা 1967 সালে তৈরি করা হয়েছিল। সমুদ্রের জলে Br - এর ক্ষয় হওয়ার কারণে, তাপ স্থানান্তরকারী টিউব এবং বায়ুচলাচল কনডেনসারের টিউবশীট এবং জেটকমপ্রেসের ইউনিট কপার ব্যবহার করতে পারে না। টাইটানিয়াম প্রতিস্থাপনের পরে, জারা দ্বারা সৃষ্ট কোন ব্যর্থতা হয়নি।
(2) তাপ স্রাব কনডেন্সার
মাল্টি-স্টেজ ফ্ল্যাশ কনডেনসার সমস্ত স্তরে ফ্ল্যাশ চেম্বার দ্বারা উত্পন্ন জলীয় বাষ্পকে শীতল করার জন্য সমুদ্রের জলকে শীতল জল হিসাবে ব্যবহার করে৷ যেহেতু সামুদ্রিক জল প্রায়শই পলল এবং সামুদ্রিক জীবের সাথে মিশ্রিত হয়, তারা তাপ স্থানান্তর নল এবং টিউবের প্রান্তে লেগে থাকে এবং তামার খাদ নলকে ক্ষয় করে। অতএব, টাইটানিয়াম টিউবগুলি MSF সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ সরঞ্জামগুলির প্রায় সমস্ত তাপ স্থানান্তর কনডেন্সারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। বিশেষ করে সমুদ্রের পানিতে ব্যাকটেরিয়া মারার জন্য, যখন অক্সিজেন ইনজেকশন দিতে হয়, তখন ভালো ক্ষয় প্রতিরোধের টাইটানিয়াম টিউব ব্যবহার করা বেশি প্রয়োজন।
(3) তাপ পুনরুদ্ধার কনডেন্সার
তাপ পুনরুদ্ধার বিভাগের কনডেন্সারের একটি বড় তাপ স্থানান্তর এলাকা রয়েছে। অর্থনৈতিক কারণে, তামার খাদ টিউব সাধারণত ব্যবহার করা হয়, এবং টাইটানিয়াম টিউব শুধুমাত্র বিশেষ অনুষ্ঠানে ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, অ্যামোনিয়া বা হাইড্রোজেন সালফাইডের মতো দূষণকারী মাধ্যমটি তামার খাদের উপর মারাত্মক ক্ষয় করে। 1977 সালে, জার্মানিতে রপ্তানি করা 3600t/D MSF ডিস্যালিনেশন ইউনিট তামার খাদের পরিবর্তে টাইটানিয়াম গ্রহণ করে কারণ এটি অ্যামোনিয়ার একটি সহায়ক সরঞ্জাম; অক্সিজেন সালফাইডের ক্ষয়ের কারণে, পেরুর 3120t/DMSP ডিস্যালিনেশন সরঞ্জাম এক বছর ব্যবহারের পরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়েছিল। অবশেষে, সমস্ত তাপ স্থানান্তর টিউব টাইটানিয়াম টিউব দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়েছিল।
এটা রিপোর্ট করা হয় যে 60000 টাইটানিয়াম টিউব সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণ প্ল্যান্টে ব্যবহার করা হয়েছে যার দৈনিক আউটপুট 100 টন। 1967 থেকে 1994 সাল পর্যন্ত, প্রায় 30 বছরে, 52 সেট কনডেনসার শক্তির জন্য ব্যবহৃত হয়
(1) গ্যালভানিক জারা: টাইটানিয়ামের সমুদ্রের জলে ইতিবাচক সম্ভাবনা রয়েছে। অন্যান্য ধাতুর সাথে যোগাযোগের সময়, এটি অন্যান্য ধাতুর ক্ষয়কে উন্নীত করতে পারে। প্রতিরোধের পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে তাপ স্থানান্তর নল এবং টিউব প্লেটের জন্য টাইটানিয়াম ব্যবহার করা, বা স্যাক্রিফিসিয়াল অ্যানোড। 80 ডিগ্রির উপরে, fe-90% Ni খাদ হাইড্রোজেন শোষণ প্রতিরোধ করতে বলিদানকারী অ্যানোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়; 80 ডিগ্রির নিচে, লেপা বা রাবার রেখাযুক্ত ইস্পাত প্লেট ব্যবহার করুন।
(2) ইন্টারস্টিশিয়াল ক্ষয়ের জন্য, টাইটানিয়াম টিউবটি টিউব প্রসারিত করে টাইটানিয়াম টিউব প্লেটে ইনস্টল করা হয়। 100 ডিগ্রিতে 8 এর pH মান সহ সমুদ্রের জলে আন্তঃস্থায়ী ক্ষয় ঘটতে পারে। যাইহোক, প্রকৃত জলের চেম্বারে তামার খাদ ব্যবহার করা হয়, এবং সমুদ্রের জলের তাপমাত্রা 120 ডিগ্রিতে পৌঁছলেও আন্তঃস্থায়ী ক্ষয় ঘটবে না। বাস্তবে, সরঞ্জামগুলির নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য, পাইপ শেষ ঢালাই প্রায়শই ফাঁকের ক্ষয় রোধ করতে ব্যবহৃত হয় যখন এটি 100 ডিগ্রির উপরে ব্যবহার করা হয়।
(3) হাইড্রোজেন শোষণ, সমুদ্রের জলে 80 ডিগ্রির উপরে; টাইটানিয়াম হাইড্রোজেন শোষণ করতে পারে; যখন ক্যাথোডিক সুরক্ষা প্রয়োগ করা হয়, অতিরিক্ত সুরক্ষা হাইড্রোজেন শোষণের কারণ হবে। যদি fe-9% NQ খাদ বলিদানকারী অ্যানোড প্লেট হিসাবে ব্যবহার করা হয়, টাইটানিয়াম হাইড্রোজেন শোষণ ঘটবে না।
(4) কম্পন। টাইটানিয়াম পাইপের পাতলা প্রাচীরের কারণে, তামার খাদ পাইপ প্রতিস্থাপন করার সময় পাইপ কম্পনের কারণে ক্ষতির দিকেও মনোযোগ দেওয়া উচিত। কপার অ্যালয় টিউবের টিউব সাপোর্ট প্লেটের তুলনায় একটি ছোট ব্যবধান সহ একটি পদ্ধতি ব্যবহার করে এই সমস্যাটি সমাধান করা যেতে পারে।
