বয়লার ফিড ওয়াটারের pH মান সমন্বয় করতে সোডিয়াম কার্বনেট বা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ব্যবহারের সুবিধা ও অসুবিধার তুলনা

১. বয়লারে সরবরাহকৃত জলের pH মান সমন্বয় করার কারণ

আজকাল চীনের বেশিরভাগ বয়লারে রিভার্স অসমোসিস ডি-মিনারলাইজড ওয়াটার অথবা সোডিয়াম আয়ন রেজিন এক্সচেঞ্জ সফটেনড ওয়াটার ব্যবহার করা হয়। এই ওয়াটারের pH মান সাধারণত কম এবং এটি অম্লীয় হয়। রিভার্স অসমোসিস ডি-মিনারলাইজড ওয়াটারের pH মান সাধারণত ৫-৬ এবং সোডিয়াম আয়ন রেজিন এক্সচেঞ্জ সফটেনড ওয়াটারের pH মান সাধারণত ৫.৫-৭.৫ হয়ে থাকে। বয়লার ও পাইপে অম্লীয় পানি সরবরাহের ফলে সৃষ্ট ক্ষয়ের সমস্যা সমাধানের জন্য, জাতীয় মান BG/T1576-2008-এর বিধান অনুযায়ী, শিল্প বয়লারের পানির pH মান ৭-৯ এর মধ্যে এবং ডি-মিনারলাইজড পানির pH মান ৮-৯.৫ এর মধ্যে হওয়া প্রয়োজন। তাই বয়লারে সরবরাহকৃত পানির pH মান সমন্বয় করা দরকার।

২, পিএইচ মান সমন্বয় করার জন্য বয়লার ফিড ওয়াটারে সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করার মূল নীতি।

সোডিয়াম কার্বনেট সাধারণত সোডা, সোডা অ্যাশ, ওয়াশিং অ্যালকালি নামে পরিচিত এবং এটিকে লবণ হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, ক্ষার হিসেবে নয়। এর রাসায়নিক সংকেত Na2CO3 এবং সাধারণ অবস্থায় এটি সাদা পাউডার বা মিহি লবণ হিসেবে পাওয়া যায়। বয়লারের সরবরাহকৃত পানিতে সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করে pH মান সমন্বয় করার মূল নীতি হলো, সোডিয়াম কার্বনেট পানিতে দ্রবীভূত হয়ে ক্ষারীয় হয়, যা অম্লীয় সরবরাহকৃত পানিতে থাকা কার্বন ডাই অক্সাইডকে প্রশমিত করতে পারে এবং বয়লার ও পাইপলাইনে অ্যাসিড মিশ্রিত নরম পানি বা লবণাক্ত পানির ক্ষয়জনিত সমস্যার সমাধান করে। সোডিয়াম কার্বনেট একটি দুর্বল তড়িৎবিশ্লেষ্য, যা পানিতে দ্রবীভূত হয়ে সোডিয়াম কার্বনেট এবং সোডিয়াম বাইকার্বনেটের একটি বাফার দ্রবণ তৈরি করে। এই দ্রবণে একটি তড়িৎবিশ্লেষ্য ভারসাম্য থাকে এবং তড়িৎবিশ্লেষ্য হাইড্রোক্সাইডের ব্যবহারের সাথে সাথে ভারসাম্যটি ক্রমাগত ডানদিকে সরে যেতে থাকে, তাই বিক্রিয়ার সময় উপস্থিত pH খুব বেশি পরিবর্তিত হয় না।

সোডিয়াম কার্বনেটের প্রাথমিক হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়া:

Na2CO3 সোডিয়াম কার্বনেট +H2O পানি = NaHCO3 সোডিয়াম বাইকার্বনেট +NaOH সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড

সোডিয়াম কার্বনেটের দ্বিতীয় হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়া:

NaHCO3 সোডিয়াম বাইকার্বোনেট +H2O পানি =H2CO3 কার্বনিক অ্যাসিড +NaOH সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড

সোডিয়াম কার্বনেটের প্রাথমিক আর্দ্রবিশ্লেষিত আয়নের সমীকরণ:

(CO3) 2-কার্বনিক অ্যাসিড +H2O পানি =HCO3- বাইকার্বনেট +OH- হাইড্রোক্সাইড

সোডিয়াম কার্বনেটের দ্বিতীয় আর্দ্রবিশ্লেষিত আয়নের সমীকরণ:

HCO3- বাইকার্বনেট +H2O পানি =H2CO3 কার্বনিক অ্যাসিড +OH- হাইড্রোক্সাইড

৩, বয়লারের পানিতে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করে pH মান সমন্বয় করার মূল নীতি

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডকে কস্টিক সোডাও বলা হয়। এটি সাধারণত সাদা দানাদার পদার্থ, যার রাসায়নিক সংকেত NaOH। সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড তীব্র ক্ষারীয় এবং অত্যন্ত ক্ষয়কারী।

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের আয়নীকরণ সমীকরণ: NaOH=Na++OH-

বয়লারের পানিতে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করলে তা ধাতুর পৃষ্ঠের প্রতিরক্ষামূলক স্তরকে স্থিতিশীল করতে পারে, বয়লারে সরবরাহকৃত পানি এবং চুল্লির পানির pH মান উন্নত করতে পারে, যার ফলে বয়লার ও পাইপলাইনে অ্যাসিড মিশ্রিত নরম পানি বা খনিজ পানিমুক্ত পানির কারণে সৃষ্ট ক্ষয়ের সমস্যা সমাধান করা যায় এবং ধাতব সরঞ্জামকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করা যায়।

৪. বয়লার ফিড ওয়াটারের pH মান সমন্বয় করতে সোডিয়াম কার্বনেট বা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ব্যবহারের সুবিধা ও অসুবিধাগুলোর তুলনা করা হয়েছে।

৪.১ বয়লার ফিড ওয়াটারের ক্ষেত্রে সোডিয়াম কার্বনেট এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্বারা pH মান বৃদ্ধির গতি এবং এর কার্যকারিতা বজায় থাকার সময় ভিন্ন।

বয়লারের পানিতে pH মান বাড়ানোর জন্য সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করার গতি সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের চেয়ে ধীর। যেহেতু সোডিয়াম কার্বনেট একটি বাফার দ্রবণ তৈরি করে, তাই এর ওঠানামা কম হয় এবং এটি তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল ও সহজে নিয়ন্ত্রণযোগ্য। তবে, pH নিয়ন্ত্রণের পরিসর সীমিত। একই pH মান ঠিক করার ক্ষেত্রে, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের চেয়ে সোডিয়াম কার্বনেটের পরিমাণ বেশি হবে। এর ব্যবহারের কার্যকারিতা দীর্ঘ সময় ধরে বজায় থাকে এবং পানির pH সহজে কমে যায় না।

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড একটি তীব্র ক্ষার এবং তীব্র তড়িৎবিশ্লেষ্য। pH মান সমন্বয় করার ক্ষেত্রে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের উদ্বায়িতা অনেক বেশি। জলে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করার পর pH সহজেই বেড়ে যায়, ফলে pH মান দ্রুত ও সরাসরি সমন্বয় করা যায়। তবে, এর প্রভাব সহজেই নষ্ট হয়ে যেতে পারে এবং এটি খুব বেশি পরিমাণে ব্যবহার করা উচিত নয়। সোডিয়াম কার্বনেটের তুলনায় অনেক কম পরিমাণে ব্যবহার করেই প্রয়োজনীয় pH সূচক অর্জন করা যায়। অর্থাৎ, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ব্যবহারে pH মান বাড়লেও, যদি ব্যবহৃত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পরিমাণ বেশি না হয়, তাহলে হাইড্রোক্সাইড গ্রুপের অ্যাসিডকে প্রশমিত করার জন্য জলের ক্ষমতা খুব বেশি বাড়ে না এবং pH দ্রুত কমে যায়।

৪.২ বয়লার ফিড ওয়াটারের pH মান বাড়ানোর জন্য অতিরিক্ত পরিমাণে সোডিয়াম কার্বনেট এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করার ফলে সৃষ্ট ক্ষতি ভিন্ন।

পিএইচ (pH) মান ঠিক করার জন্য বয়লারের পানিতে অতিরিক্ত সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করলে পাত্রের পানিতে লবণাক্ততা এবং পরিবাহিতা বেড়ে যায়; পাত্রের পানিতে বাইকার্বনেট আয়নের পরিমাণ বেশি থাকে, এবং উত্তপ্ত হলে বাইকার্বনেট আয়ন সহজেই কার্বন ডাইঅক্সাইডে রূপান্তরিত হয়। CO2 বাষ্পের সাথে হিট এক্সচেঞ্জার এবং ঘনীভূত পানিতে প্রবেশ করে। সোডিয়াম কার্বনেট শুধু বাষ্প এবং বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ফিরে আসা পানির পিএইচ মান ঠিক করতে পারে না, বরং এটি বাষ্প এবং ঘনীভূত পানির পিএইচ মান কমিয়ে দেয়, যা হিট এক্সচেঞ্জার এবং ঘনীভূত পানির পাইপলাইনকে ক্ষয় করে। বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ফিরে আসা পানিতে আয়রন আয়নের পরিমাণ আদর্শ রঙ হলুদ বা লালকে ছাড়িয়ে যাওয়ার কারণ এটাই।

পিএইচ (pH) মান সামঞ্জস্য করার জন্য চুল্লির পানিতে অতিরিক্ত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করলে পাত্রের পানির ক্ষারীয়তা খুব বেড়ে যায় এবং পানিতে সোডার মিশ্রণ দেখা দেয়। সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করা সহজ নয়, এবং অতিরিক্ত মুক্ত NaOH উচ্চ আপেক্ষিক ক্ষারীয়তা সৃষ্টি করে, যা ক্ষারীয় ভঙ্গুরতা বাড়িয়ে দেয় এবং যন্ত্রপাতির ক্ষয়ও ঘটায়। লেখক একজন ব্যবহারকারীর সাইটে একটি গ্লাস ফাইবার রিইনফোর্সড প্লাস্টিকের ডিব্রিন ট্যাঙ্ক দেখেছেন, যা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ব্যবহার করে ডিব্রিনের পিএইচ মান নিয়ন্ত্রণের কারণে ক্ষয়প্রাপ্ত ও ছিদ্রযুক্ত হয়ে গিয়েছিল। সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড বাষ্প এবং বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ফিরে আসা পানির পিএইচ মান সামঞ্জস্য করতে পারে না এবং বাষ্প ও বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ফিরে আসা পানি সিস্টেমের যন্ত্রপাতি ও পাইপ নেটওয়ার্কের ক্ষয় নিয়ন্ত্রণ করতে পারে না।

৪.৩ বয়লার ফিড ওয়াটারে pH মান বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত সোডিয়াম কার্বনেট এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের নিরাপত্তা ভিন্ন।

সোডিয়াম কার্বোনেট তুলনামূলকভাবে মৃদু এবং খাদ্যোপযোগী উপাদান। এর উত্তেজক প্রভাব কম ও ক্ষয়কারী ক্ষমতা সামান্য। সাধারণত এটি হাত দিয়ে স্পর্শ করা যায়, তবে দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহারের জন্য দস্তানা পরা প্রয়োজন।

সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড একটি বিপজ্জনক ও ক্ষয়কারী পদার্থ। এর দ্রবণ বা ধূলিকণা ত্বকে, বিশেষ করে শ্লৈষ্মিক ঝিল্লিতে ছিটে লাগলে নরম ক্ষত তৈরি হতে পারে এবং এটি গভীর টিস্যুতে প্রবেশ করতে পারে। এর ফলে পোড়া ক্ষত সৃষ্টি হয় এবং দাগ থেকে যায়। চোখে ছিটে গেলে এটি কেবল কর্নিয়ারই ক্ষতি করে না, বরং চোখের গভীর টিস্যুরও ক্ষতি করে। তাই, কর্মীর উচিত ত্বকে নিরপেক্ষ ও জল-প্রতিরোধী মলম প্রয়োগ করা এবং অবশ্যই কাজের পোশাক, মাস্ক, সুরক্ষামূলক চশমা, রাবারের দস্তানা, রাবারের অ্যাপ্রন, লম্বা রাবারের বুট এবং অন্যান্য শ্রম সুরক্ষা সামগ্রী পরিধান করে যথাযথ ব্যক্তিগত সুরক্ষা নিশ্চিত করা।

ব্যবহার এবং পরীক্ষার মাধ্যমে দেখা গেছে যে, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং সোডিয়াম কার্বনেট পর্যায়ক্রমে বা একসাথে ব্যবহার করলে, শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট পিএইচ নিয়ন্ত্রক ব্যবহারের চেয়ে এর সাশ্রয় এবং কার্যকারিতা ভালো। যখন বয়লারের সরবরাহকৃত জলের পিএইচ মান খুব কম পাওয়া যায়, তখন পিএইচ মান দ্রুত বাড়ানোর জন্য পরিমাণমতো সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করা যেতে পারে। সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হয়ে যাওয়ার পর, জলে কার্বনেটের পরিমাণ বাড়ানোর জন্য কিছু সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করা যেতে পারে। এটি সরবরাহকৃত জলের পিএইচ মানের পতনকে ত্বরান্বিত করতে পারে; যেহেতু সোডিয়াম কার্বনেটের পরিমাণ বেশি দেওয়া যায়, তাই জলে কার্বনেট বজায় রাখার ক্ষমতাও বেশি, সুতরাং সাধারণত সরবরাহকৃত জল এবং পাত্রের জলের পিএইচ মান বজায় রাখতে সোডিয়াম কার্বনেট ব্যবহার করা হয়, শুধুমাত্র যখন জলের পিএইচ মান খুব কম থাকে, তখন দ্রুত পিএইচ মান বাড়ানোর জন্য সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড ব্যবহারের পরামর্শ দেওয়া হয়, যাতে এই দুটি পর্যায়ক্রমে মিশ্রিত করা যায়, যা সাশ্রয়ী এবং কার্যকর উভয়ই।