केस स्टडी: उन्नत चुंबकीय युग्मक प्रौद्योगिकी के साथ रासायनिक अपशिष्ट उपचार में स्थिरता की समस्याओं का समाधान

1 का अवलोकनचुंबकीय युग्मन तकनीकी

एचुंबकीय युग्मन (जिसे स्थायी चुंबक युग्मन भी कहा जाता है) एक उन्नत संचरण उपकरण है जो स्थायी चुंबकों के बीच चुंबकीय क्षेत्रों की अन्योन्यक्रिया के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा का गैर-संपर्क संचरण प्राप्त करता है। इसका मुख्य कार्य सिद्धांत चुंबकीय क्षेत्र युग्मन प्रभाव पर आधारित है, जिसमें मुख्य रूप से तीन प्रमुख घटक होते हैं: एक बाहरी रोटर, एक आंतरिक रोटर और एक रोकथाम खोल। बाहरी रोटर शक्ति स्रोत (जैसे एक विद्युत मोटर) से जुड़ता है, आंतरिक रोटर कार्यशील मशीन (जैसे एक पंप या आंदोलक) से जुड़ता है, और रोकथाम खोल, आवास से जुड़े एक स्थिर सीलिंग घटक के रूप में, घूर्णनशील आंतरिक भागों को बाहरी वातावरण से पूरी तरह से अलग करता है। यह सरल संरचनात्मक डिज़ाइन ड्राइविंग और संचालित सिरों को भौतिक कनेक्शन की आवश्यकता के बिना चुंबकीय क्षेत्र की पुश-पुल क्रिया के माध्यम से कुशलतापूर्वक टॉर्क संचारित करने की अनुमति देता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों मेंचुंबकीय युग्मनs, मुख्यतः दो संरचनात्मक प्रकार हैं: बेलनाकार और डिस्क प्रकार। बेलनाकार स्थायी चुंबक युग्मन में, चुंबकीय ध्रुव एक अर्ध-युग्मन के बाहरी वलय की आंतरिक सतह और दूसरे अर्ध-युग्मन के आंतरिक वलय की बाहरी सतह पर वितरित होते हैं, जिसमें अवरोध बेलनाकार होता है। इस संरचना की संचरण त्रिज्या डिस्क-प्रकार के स्थायी चुंबक युग्मन की तुलना में अधिक होती है, यह अधिक बलाघूर्ण संचारित कर सकता है, और बहुत कम अक्षीय बल लगाता है, जिससे यह औद्योगिक अनुप्रयोगों में आमतौर पर अपनाया जाने वाला संरचनात्मक प्रकार बन जाता है। इसके विपरीत, डिस्क-प्रकार के चुंबकीय ब्लॉकचुंबकीय युग्मन दो समान सपाट डिस्क पर व्यवस्थित होते हैं। हालाँकि निर्माण में सरल, दो अर्ध-युग्मनों के बीच चुंबकीय आकर्षण बीयरिंगों पर महत्वपूर्ण अक्षीय बल उत्पन्न करता है, विशेष रूप से स्टार्ट-अप और ब्रेकिंग के दौरान, इसलिए व्यावहारिक अनुप्रयोगों में इसका उपयोग कम ही होता है।

के तकनीकी लाभचुंबकीय युग्मनकठोर औद्योगिक वातावरण में ये विशेष रूप से प्रमुख हैं। सबसे पहले, अपनी गैर-संपर्क संचरण विशेषताओं के कारण, ये पारंपरिक गतिशील सीलों को पूरी तरह से स्थिर सीलों में बदल देते हैं, जिससे शून्य-रिसाव संचरण प्राप्त होता है, जो सख्त रिसाव आवश्यकताओं वाले रासायनिक अपशिष्ट उपचार परिदृश्यों में क्रांतिकारी है। दूसरा,चुंबकीय युग्मनइसमें अंतर्निहित कुशनिंग और कंपन अवमंदन विशेषताएँ होती हैं, जो मोटर स्टार्ट-अप और संचालन के दौरान प्रभाव भार को प्रभावी ढंग से कम करती हैं, इस प्रकार ट्रांसमिशन सिस्टम को क्षति से बचाती हैं। इसके अतिरिक्त, यह उपकरण अच्छा अक्षीय (△x), रेडियल (△y), और कोणीय (△क) क्षतिपूर्ति क्षमताएं, स्थापना में कुछ हद तक गलत संरेखण को सहन करना और स्थापना परिशुद्धता आवश्यकताओं को कम करना।चुंबकीय युग्मनयह अधिभार संरक्षण उपकरणों के रूप में भी काम कर सकता है; जब सिस्टम टॉर्क डिजाइन सीमा से अधिक हो जाता है, तो आंतरिक और बाहरी चुंबक स्वचालित रूप से फिसल जाते हैं, जिससे पावर ट्रांसमिशन श्रृंखला में महंगे घटकों को नुकसान से बचाया जा सकता है और सुरक्षा युग्मन के रूप में कार्य किया जा सकता है।

दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री प्रौद्योगिकी (जैसे नियोडिमियम आयरन बोरोन और सैमरियम कोबाल्ट) की निरंतर प्रगति के साथ, आधुनिक की टॉर्क ट्रांसमिशन क्षमता और विश्वसनीयताचुंबकीय युग्मनइनमें उल्लेखनीय सुधार हुआ है, जिसके कारण रासायनिक उद्योग, फार्मास्यूटिकल्स, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, खाद्य प्रसंस्करण और वैक्यूम प्रौद्योगिकी जैसे क्षेत्रों में इनका व्यापक उपयोग हो रहा है। विशेष रूप से रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में,चुंबकीय युग्मनयह ट्रांसमिशन सील लीकेज की दीर्घकालिक समस्या के लिए अभिनव समाधान प्रदान करता है तथा सिस्टम स्थिरता में सुधार करता है।

2 रासायनिक अपशिष्ट उपचार में स्थिरता की चुनौतियाँ

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया अत्यंत जटिल कार्य वातावरण और अनेक तकनीकी चुनौतियों का सामना करती है जो उपचार प्रणाली की स्थिरता और विश्वसनीयता को सीधे प्रभावित करती हैं। रासायनिक अपशिष्ट में अक्सर अत्यधिक संक्षारक पदार्थ, विषैले घटक और विभिन्न भारी धातु तत्व होते हैं, जो उपचार उपकरणों की अखंडता और कार्यात्मक रखरखाव के लिए गंभीर खतरा पैदा करते हैं। उदाहरण के लिए, विद्युत अपघटनी मैंगनीज उत्पादन प्रक्रिया में उत्पन्न विद्युत अपघटनी मैंगनीज अवशेष (EMR) एक विशिष्ट अत्यधिक अम्लीय ठोस अपशिष्ट होता है जिसमें पुनर्नवीकरणीय मैंगनीज (लगभग 4-6 wt%) और कैडमियम तथा सीसा जैसी विभिन्न विषैली धातुएँ होती हैं। दीर्घकालिक भंडारण के दौरान, ये पदार्थ वर्षा के जल के रिसाव के कारण भूजल में जा सकते हैं, जिससे गंभीर पर्यावरणीय आर्सेनिक प्रदूषण होता है।

पारंपरिक रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में, संचरण उपकरणों की सीलिंग विश्वसनीयता प्रणाली स्थिरता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। रासायनिक अपशिष्ट उपचार केंद्रों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सतत उदासीनीकरण प्रणाली को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, इस प्रक्रिया का उद्देश्य अम्लीय अपशिष्ट को उदासीन करना और विभिन्न धातु-युक्त अपशिष्टों में क्षारीय अवक्षेपण करना है। इनपुट अपशिष्टों में भंडारण टैंकों से अम्लीय अपशिष्ट, विविध अकार्बनिक अपशिष्ट, गैर-चेलेटेड फेरिक क्लोराइड एचेंट और न्यूनीकरण रिएक्टरों से अपचयित क्रोमियम विलयन शामिल हैं। ये सामग्रियां अक्सर अत्यधिक संक्षारक होती हैं या इनमें बड़ी मात्रा में ठोस कण होते हैं, जो पारंपरिक शाफ्ट सील का उपयोग करने वाले उपकरणों, जैसे पंप, एजिटेटर और कंप्रेसर, के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां पेश करते हैं।

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया में विशेष परिचालन परिस्थितियाँ स्थिरता की चुनौतियों को और बढ़ा देती हैं। उदाहरण के लिए, आर्सेनिक युक्त अपशिष्ट जल के उपचार में, लौह-आर्सेनिक सह-अवक्षेपण विधि एक किफायती और प्रभावी उपचार पद्धति है। हालाँकि, परिणामी आर्सेनिक युक्त औद्योगिक स्लैग में बनने वाले आर्सेनिक रसायन जटिल होते हैं, और उनकी स्थिरता कई कारकों से प्रभावित होती है। अध्ययनों से पता चलता है कि आर्सेनिक युक्त सह-अवक्षेपों की स्थिरता प्रणाली के अंतिम pH से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होती है।–जैसे-जैसे सिस्टम का pH बढ़ता है, आर्सेनिक युक्त सह-अवक्षेपों की स्थिरता स्पष्ट रूप से कम हो जाती है। जब विलयन दुर्बल अम्लीय (pH 4 या 5) होता है, तो सह-अवक्षेप अच्छी स्थिरता प्रदर्शित करते हैं, लेकिन दुर्बल क्षारीय (pH 8 या 9) स्थितियों में कम स्थिरता प्रदर्शित करते हैं। pH स्थितियों में इस तरह के उतार-चढ़ाव रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रियाओं में बेहद आम हैं, जिसके लिए उपचार उपकरणों में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और विश्वसनीय सीलिंग क्षमताएँ आवश्यक हैं।

इसके अलावा, रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में सामान्य कंपन और प्रभाव भार भी उपकरणों की दीर्घकालिक स्थिरता को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, जब रासायनिक अपशिष्ट युक्त ठोस अवशेषों के परिवहन के लिए बेल्ट कन्वेयर का उपयोग किया जाता है, तो पारंपरिक हाइड्रोलिक कपलिंग स्टार्ट-अप और संचालन के दौरान महत्वपूर्ण कंपन और प्रभाव उत्पन्न करते हैं, जिससे घटकों का गंभीर क्षरण, ऊर्जा की खपत में वृद्धि और सुरक्षा कारकों में कमी होती है। कोयला खदान परिवहन स्टेशनों पर ये समस्याएँ पूरी तरह से प्रदर्शित हो चुकी हैं और रासायनिक अपशिष्ट उपचार परिदृश्यों में भी ये समस्याएँ मौजूद हैं।

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया में परिवर्तनशील भार स्थितियाँ एक और चुनौती है जिसे नज़रअंदाज़ नहीं किया जा सकता। क्रोमियम न्यूनीकरण रिएक्टर को उदाहरण के तौर पर लेते हुए, षट्संयोजक क्रोमियम को कम विषैले त्रिसंयोजक अवस्था में अपचयित करने के दौरान, अपचयित पदार्थ को अवक्षेपण और जल-निष्कासन के लिए एक सतत उदासीनीकरण प्रणाली में भेजने की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया में भार विशेषताएँ पदार्थ की श्यानता, ठोस पदार्थ की मात्रा और रासायनिक अभिक्रियाओं की सीमा में परिवर्तन के साथ बदलती रहती हैं, जिससे संचरण प्रणाली पर अत्यधिक उच्च अनुकूलन क्षमता की आवश्यकता होती है। पारंपरिक कठोर युग्मन इन परिवर्तनों को प्रभावी ढंग से संभालने में संघर्ष करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर मोटर ओवरलोड, सिस्टम शटडाउन, या यहाँ तक कि उपकरण क्षति भी हो जाती है।

रासायनिक अपशिष्ट उपचार उपकरणों के सामने आने वाली जंग, घिसाव, कंपन और भार में उतार-चढ़ाव जैसी कई चुनौतियाँ आपस में जुड़ी हुई हैं, जो सामूहिक रूप से पूरे सिस्टम के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को प्रभावित करती हैं। इसलिए, इन स्थिरता संबंधी समस्याओं के मूल समाधान के लिए नई ट्रांसमिशन तकनीकों का विकास और अनुप्रयोग, रासायनिक अपशिष्ट उपचार के क्षेत्र में एक ज़रूरी तकनीकी समस्या बन गया है। इसी पृष्ठभूमि में,चुंबकीय युग्मन यह प्रौद्योगिकी रासायनिक अपशिष्ट उपचार में स्थिरता की चुनौतियों के लिए एक अभिनव समाधान प्रदान करती है।

3 चुंबकीय युग्मन समाधान और अनुप्रयोग मामले

3.1 कठोर वातावरण के लिए समाधान

चुंबकीय युग्मनअपने अद्वितीय तकनीकी लाभों का लाभ उठाते हुए, ये उपकरण रासायनिक अपशिष्ट उपचार में स्थिरता संबंधी विभिन्न चुनौतियों का प्रभावी ढंग से समाधान कर सकते हैं। उनकी गैर-संपर्क टॉर्क ट्रांसमिशन विशेषता पारंपरिक ट्रांसमिशन उपकरणों में गतिशील सीलिंग लिंक को पूरी तरह से समाप्त कर देती है, जिससे रासायनिक अपशिष्ट उपचार में सबसे अधिक परेशानी वाली रिसाव समस्या का मूल रूप से समाधान हो जाता है। रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रियाओं में, मीडिया रिसाव न केवल उपकरणों के क्षरण और पर्यावरण प्रदूषण का कारण बनता है, बल्कि रखरखाव लागत और सिस्टम डाउनटाइम को भी बढ़ाता है।चुंबकीय युग्मनएक स्थिर संरोधन आवरण के माध्यम से पूर्ण सीलिंग प्राप्त की जा सकती है, जिससे संभावित रिसाव बिंदु पूरी तरह समाप्त हो जाते हैं। यह लाभ विशेष रूप से अत्यधिक संक्षारक और विषैले रासायनिक अपशिष्ट को संभालते समय महत्वपूर्ण होता है।

अनुकूली संचरण विशेषताएँचुंबकीय युग्मनये उन्हें रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में कंपन और प्रभाव संबंधी समस्याओं को प्रभावी ढंग से कम करने में सक्षम बनाते हैं। जब संचरण प्रणाली में अचानक भार परिवर्तन या टॉर्क प्रभाव होता है, तो आंतरिक और बाहरी चुम्बकों के बीच सापेक्षिक फिसलनचुंबकीय युग्मन इन ऊर्जा उतार-चढ़ावों को अवशोषित कर सकता है, जिससे मोटर की ओर उनका संचरण रुक जाता है, जिससे सुचारू विद्युत संचरण प्राप्त होता है। यह विशेषता उच्च-जड़त्व वाले उपकरणों (जैसे बड़े पंप, मिक्सर, या बेल्ट कन्वेयर) को चालू करते समय विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है, जिससे प्रारंभिक धारा में उल्लेखनीय कमी आती है और ग्रिड पर प्रभाव न्यूनतम होता है। उदाहरण के लिए, स्थायी चुंबक युग्मक में एक चालक डिस्क और एक चुंबक डिस्क होती है, जिनके बीच चुंबकीय क्षेत्र युग्मन के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरण होता है। यह चुंबकीय क्षेत्र युग्मन कनेक्शन कंपन पृथक्करण, शोर में कमी, और स्थापना संरेखण सटीकता की कम आवश्यकता जैसे लाभ प्रदान करता है।

इसके अतिरिक्त,चुंबकीय युग्मनइनमें अंतर्निहित अधिभार संरक्षण कार्यक्षमता होती है। जब बाहरी वस्तुओं या अत्यधिक भार के कारण चालित सिरा जाम हो जाता है, जिससे टॉर्क डिज़ाइन मान से अधिक हो जाता है, तो आंतरिक और बाहरी चुम्बक स्वचालित रूप से खिसक जाते हैं, जिससे विद्युत संचरण बाधित हो जाता है और मोटर तथा संचरण प्रणाली को होने वाली क्षति से बचाव होता है। यह विशेषता विशेष रूप से ठोस कणों वाले या स्केलिंग के प्रति संवेदनशील रासायनिक अपशिष्ट को संभालते समय महत्वपूर्ण होती है, जिससे उपकरण में रुकावट के कारण मोटर के जलने जैसे गंभीर परिणामों को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है।

3.2 व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले और प्रभाव विश्लेषण

3.2.1 अनुप्रयोग मामला: अपतटीय तेल एफपीएसओ में बल्कहेड ट्रांसमिशन डिवाइस

अपतटीय तेल उत्पादन में एक फ्लोटिंग उत्पादन भंडारण और ऑफलोडिंग (एफपीएसओ) इकाई के बल्कहेड पंप बल्कहेड ट्रांसमिशन डिवाइस में,चुंबकीय युग्मनने उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शित किया। इस उपकरण में मूल रूप से डायाफ्राम कपलिंग का उपयोग किया गया था, जिसे कठोर समुद्री वातावरण में गंभीर कंपन, संक्षारण और सील विफलता की समस्याओं का सामना करना पड़ा। रेट्रोफिटिंग के बादचुंबकीय युग्मनबल्कहेड ट्रांसमिशन उपकरण के बेयरिंग कंपन और तापमान में उल्लेखनीय कमी आई, और विफलता दर में भी उल्लेखनीय कमी आई। इस सुधार से न केवल उपकरण की विश्वसनीयता बढ़ी, बल्कि रखरखाव लागत और सिस्टम डाउनटाइम में भी उल्लेखनीय कमी आई। इसका सफल अनुप्रयोगचुंबकीय युग्मनइस अपतटीय तेल एफपीएसओ बल्कहेड पंप ट्रांसमिशन डिवाइस में रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों के भीतर समान रूप से कठोर वातावरण में उनके उपयोग के लिए मजबूत औचित्य प्रदान करता है।

समुद्री वातावरण में उच्च आर्द्रता और उच्च लवणता की स्थितियाँ रासायनिक अपशिष्ट उपचार वातावरण से काफ़ी मिलती-जुलती हैं, और दोनों ही पारंपरिक संचरण उपकरणों में गंभीर संक्षारण पैदा कर सकते हैं। अपनी पूरी तरह से बंद संरचना और संरक्षा आवरण के लिए ऑस्टेनिटिक (304) स्टेनलेस स्टील जैसी संक्षारण-रोधी सामग्रियों के उपयोग के कारण,चुंबकीय युग्मनये संक्षारक माध्यमों के क्षरण का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध कर सकते हैं। यह विशेषता उन्हें रासायनिक अपशिष्ट उपचार केंद्रों में अम्ल, क्षार या लवण युक्त अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती है।

3.2.2 रेट्रोफिट केस: कोयला खदान परिवहन स्टेशन पर बेल्ट कन्वेयर

सिलाओगौ खदान परिवहन स्टेशन पर SSJ-1000 बेल्ट कन्वेयर की रेट्रोफिट परियोजना में, स्थायी चुंबक युग्मकों ने पारंपरिक हाइड्रोलिक युग्मनों का स्थान ले लिया, जिससे उच्च ऊर्जा खपत, कम सुरक्षा कारक और घटकों के गंभीर घिसाव जैसी तकनीकी समस्याओं का समाधान हुआ। हालाँकि यह मामला सीधे तौर पर रासायनिक अपशिष्ट उपचार से संबंधित नहीं है, फिर भी इसके तकनीकी सिद्धांत और समाधान रासायनिक अपशिष्ट उपचार संयंत्रों में ठोस अपशिष्ट परिवहन प्रणालियों पर पूरी तरह लागू होते हैं।

3.2.3 चुंबकीय पृथक्करण प्रौद्योगिकी का सहक्रियात्मक अनुप्रयोग औरचुंबकीय युग्मनएस

यांग्ज़ी पेट्रोकेमिकल ने अपनी रिफ़ाइनरी की उत्प्रेरक क्रैकिंग इकाई में चुंबकीय पृथक्करण तकनीक लागू की है, जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत विभिन्न चुंबकीय गुणों वाले पदार्थों को पृथक करके अपशिष्ट उत्प्रेरकों को कुशलतापूर्वक पुनर्प्राप्त करती है। यह तकनीक प्रतिदिन औसतन 9 टन अपशिष्ट उत्प्रेरक का प्रसंस्करण करती है, लगभग 30% निम्न-चुंबकीय उत्प्रेरक का सीधे पुनर्चक्रण करती है, प्रतिवर्ष 500 टन निम्न-चुंबकीय उत्प्रेरक की पुनर्प्राप्ति करती है, और लगभग 3.5 मिलियन युआन की लागत बचाती है। यद्यपि चुंबकीय पृथक्करण तकनीक सिद्धांत और अनुप्रयोग में भिन्न है,चुंबकीय युग्मनदोनों ही चुंबकीय क्षेत्र क्रिया के सिद्धांत पर आधारित हैं, जो रासायनिक औद्योगिक अपशिष्ट उपचार और संसाधन पुनर्प्राप्ति में चुंबकीय प्रौद्योगिकी की महान क्षमता को प्रदर्शित करते हैं।

यांग्ज़ी पेट्रोकेमिकल के अभ्यास में, संपूर्ण चुंबकीय पृथक्करण उपकरण एक सेमी-ट्रेलर पर स्किड-माउंटेड था; अपशिष्ट एजेंट टैंक से उत्प्रेरकों को पाइपलाइन परिवहन (वायवीय संवहन) के माध्यम से सीधे कच्चे माल के बफर बिन में डाला जाता था। उत्प्रेरक कणों पर प्रवाहित स्थैतिक विद्युत को हटाने, संचयन को रोकने और कुशल पृथक्करण प्राप्त करने के लिए आयनित वायु का उपयोग किया जाता था। इस मॉड्यूलर, मोबाइल डिज़ाइन अवधारणा को निम्नलिखित अनुप्रयोगों के लिए भी उधार लिया जा सकता है।चुंबकीय युग्मनरासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में, विशेष रूप से उन परिदृश्यों में जहां लचीली तैनाती या अस्थायी क्षमता विस्तार की आवश्यकता होती है।

# 3.3 विशिष्ट अनुप्रयोग योजनाएँचुंबकीय युग्मनरासायनिक अपशिष्ट उपचार में

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में,चुंबकीय युग्मनये मुख्य रूप से घूर्णन उपकरणों जैसे पंप, मिक्सर, कंप्रेसर और कन्वेयर पर लागू होते हैं। उदाहरण के तौर पर, रासायनिक अपशिष्ट उपचार केंद्र की सतत निराकरण प्रणाली को लें। इस प्रणाली का उपयोग विभिन्न धातु-युक्त अपशिष्टों में अम्लीय अपशिष्ट को निराकृत करने और क्षारीय अवक्षेपण करने के लिए किया जाता है। यदि ऐसी प्रणालियों में स्थानांतरण पंप और आंदोलनकारी चुंबकीय ड्राइव का उपयोग करते हैं, तो वे संक्षारक माध्यम रिसाव की समस्या को पूरी तरह से हल कर सकते हैं और प्रणाली की दीर्घकालिक स्थिरता में उल्लेखनीय सुधार कर सकते हैं।

भारी धातुओं वाले रासायनिक अपशिष्टों के उपचार के लिए, जैसे कि ऊपर उल्लिखित लौह-आर्सेनिक सह-अवक्षेप, जिनकी स्थिरता प्रणाली के pH मान, क्षार के प्रकार और Fe(III)/As(V) अनुपात सहित विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, इन संवेदनशील प्रक्रियाओं में विश्वसनीय उपकरण संचालन अत्यंत महत्वपूर्ण है। रिसाव-मुक्त, रखरखाव-मुक्त संचरण समाधान प्रदान करके,चुंबकीय युग्मनइससे उपचार प्रक्रिया की निरंतरता और स्थिरता सुनिश्चित हो सकती है, तथा उपकरण विफलता के कारण होने वाले उपचार में रुकावट या द्वितीयक प्रदूषण से बचा जा सकता है।

इसके अलावा, विद्युत अपघटनी मैंगनीज अवशेष (ईएमआर) के उपचार में, एकीकृत चुंबकीय पृथक्करण और अम्ल/ऑक्सीडेंट निक्षालन प्रक्रियाओं द्वारा बैटरी-ग्रेड मैंगनीज सल्फेट का उत्पादन किया जा सकता है। इस पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया में बड़ी संख्या में पंप और मिश्रण उपकरण शामिल होते हैं, और कार्यशील माध्यम अत्यधिक संक्षारक और अपघर्षक होता है, जो इसे इसके लिए एक आदर्श अनुप्रयोग बनाता है।चुंबकीय युग्मनएस।

4 समाधान कार्यान्वयन मार्गदर्शिका

# 4.1 का चयन और सिस्टम एकीकरणचुंबकीय युग्मनएस

सफलतापूर्वक आवेदन करने के लिएचुंबकीय युग्मन रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में प्रौद्योगिकी, वैज्ञानिक चयन विधियों और एकीकरण रणनीतियों का पालन किया जाना चाहिए। सबसे पहले, टॉर्क क्षमता एक चयन के लिए एक प्रमुख पैरामीटर है।चुंबकीय युग्मनसिस्टम संचालन में अधिकतम टॉर्क की आवश्यकता, जिसमें प्रारंभिक टॉर्क, त्वरण टॉर्क और अधिकतम टॉर्क शामिल हैं, की सटीक गणना की जानी चाहिए। रेटेड टॉर्कचुंबकीय युग्मन उचित अधिभार संरक्षण मार्जिन प्रदान करने के लिए, सिस्टम के अधिकतम कार्यशील टॉर्क से थोड़ा अधिक होना चाहिए, जबकि अति-इंजीनियरिंग के कारण लागत में वृद्धि से बचा जा सकता है। रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों, जैसे कि परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव पंप या मिक्सर, में सामान्यतः पाए जाने वाले परिवर्तनीय भार अनुप्रयोगों के लिए, टॉर्क संचरण विशेषताएँचुंबकीय युग्मन विभिन्न स्लिप स्थितियों के तहत भी विचार किया जाना चाहिए।

दूसरा, गति सीमा और फिसलन विशेषताएँ सिस्टम के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। स्थायी चुंबक की गतिचुंबकीय युग्मन कंडक्टर डिस्क और चुंबक डिस्क के बीच वायु अंतराल की लंबाई बदलकर इसे समायोजित किया जा सकता है। यह गति नियंत्रण क्षमता रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रियाओं में बहुत उपयोगी है। उदाहरण के लिए, एक सतत उदासीनीकरण प्रणाली में, अंतर्वाह और pH उतार-चढ़ाव के आधार पर गति-संकुलन दर को समायोजित करने से प्रतिक्रिया की स्थितियाँ अनुकूलित हो सकती हैं और ऊर्जा की बचत हो सकती है। चुनते समयचुंबकीय युग्मनयह पुष्टि करना आवश्यक है कि क्या इसकी स्वीकार्य अधिकतम गति और गति विनियमन सीमा प्रक्रिया आवश्यकताओं को पूरा करती है।

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों के चयन प्रक्रिया में पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता एक अन्य महत्वपूर्ण विचारणीय बिंदु है।चुंबकीय युग्मन प्रक्रिया माध्यम से होने वाले संक्षारण का प्रतिरोध करने में सक्षम होना चाहिए। अधिकांश रासायनिक अपशिष्ट उपचार अनुप्रयोगों के लिए, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (जैसे 304 या 316L) या उच्च-श्रेणी के संक्षारण-प्रतिरोधी मिश्रधातु (जैसे हैस्टेलॉय) को संरोधन आवरण सामग्री के रूप में अनुशंसित किया जाता है। इसके अलावा, स्थायी चुंबक सामग्री का चयन भी महत्वपूर्ण है। नियोडिमियम आयरन बोरॉन (NdFeB) स्थायी चुंबकों में उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन होता है, लेकिन उच्च तापमान या संक्षारक वातावरण में सतह सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है; सैमरियम कोबाल्ट (SmCo) स्थायी चुंबकों में उच्च परिचालन तापमान सीमा और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है, जो उन्हें अधिक कठिन परिस्थितियों के लिए उपयुक्त बनाता है।

सिस्टम एकीकरण के संदर्भ में,चुंबकीय युग्मनमौजूदा उपकरण आधारों और नियंत्रण प्रणालियों के साथ निर्बाध रूप से जुड़ने की आवश्यकता है। नई परियोजनाओं के लिए, फ्लैंज-माउंटेडचुंबकीय युग्मनमानक पंपों, पंखों या मिक्सर के साथ सीधे कनेक्शन के लिए इन उपकरणों पर विचार किया जा सकता है। रेट्रोफिट परियोजनाओं के लिए, उपकरण के आधार को हिलाए बिना मूल कपलिंग को बदलने के लिए कस्टम एडाप्टर स्लीव्स की आवश्यकता हो सकती है। सिलाओगौ खदान परिवहन स्टेशन पर बेल्ट कन्वेयर के रेट्रोफिट मामले में, पारंपरिक हाइड्रोलिक कपलिंग के बजाय एक स्थायी चुंबक कपलर का उपयोग करने से न केवल उच्च ऊर्जा खपत और कम सुरक्षा कारक की समस्याओं का समाधान हुआ, बल्कि घटकों के घिसाव में भी उल्लेखनीय कमी आई। यह सफल अनुभव रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में इसी तरह के उपकरणों के रेट्रोफिट के लिए एक संदर्भ प्रदान कर सकता है।

4.2 स्थापना और रखरखाव के मुख्य बिंदु

सही स्थापना दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करने का आधार हैचुंबकीय युग्मनहालांकिचुंबकीय युग्मनयांत्रिक कपलिंगों की तुलना में अक्षीय, त्रिज्यीय और कोणीय असंरेखण के प्रति उच्च सहनशीलता होती है, फिर भी उपकरण के जीवनकाल और संचरण दक्षता को अधिकतम करने के लिए निर्माता द्वारा अनुशंसित स्थापना सटीकता का पालन करना आवश्यक है। बुनियादी स्थापना चरणों में शामिल हैं: सभी संयोजी सतहों की सफाई, आयामी फिट की जाँच, संरेखण समायोजन के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग, और निर्दिष्ट टॉर्क मानों के अनुसार बोल्टों को कसना।

रखरखाव की आवश्यकताएंचुंबकीय युग्मनयांत्रिक सील उपकरणों की तुलना में, ये उपकरण बहुत कम हैं, लेकिन नियमित स्थिति निरीक्षण अभी भी आवश्यक हैं। अनुशंसित रखरखाव कार्यक्रम में उपकरण कंपन और शोर के स्तर की मासिक जाँच, बेयरिंग तापमान और कंटेनमेंट शेल की अखंडता की त्रैमासिक जाँच, और चुंबकीय अंतराल में जमा मलबे को साफ करने और स्थायी चुंबकों के विचुंबकीकरण की जाँच के लिए एक व्यापक वार्षिक विसंयोजन निरीक्षण शामिल है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विचुंबकीकरण का जोखिमचुंबकीय युग्मनतापमान बढ़ने के साथ तापमान बढ़ता है, इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह स्थायी चुंबक सामग्री के अधिकतम स्वीकार्य कार्य तापमान से अधिक न हो, परिचालन तापमान की निगरानी की जानी चाहिए।

रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में, दोष निदानचुंबकीय युग्मनकुछ स्पष्ट संकेतों पर भरोसा किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आउटपुट टॉर्क में लगातार कमी स्थायी चुम्बकों के आंशिक विचुम्बकन का संकेत हो सकती है, जबकि कंपन में वृद्धि बेयरिंग के घिसाव या बढ़े हुए गलत संरेखण का संकेत हो सकती है। आधुनिक बुद्धिमानचुंबकीय युग्मनतापमान सेंसर, कंपन सेंसर और टॉर्क मॉनिटरिंग सिस्टम को एकीकृत करके उपकरण की स्थिति की वास्तविक समय में निगरानी की जा सकती है, जिससे पूर्वानुमानित रखरखाव के लिए डेटा समर्थन मिलता है। यह बुद्धिमान कार्यक्षमता उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में महत्वपूर्ण मूल्य रखती है।

4.3 आर्थिक लाभ और निवेश पर प्रतिफल विश्लेषण

को लागू करनेचुंबकीय युग्मन रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में प्रयुक्त तकनीक, हालांकि पारंपरिक संचरण समाधानों की तुलना में अधिक प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता रखती है, पूरे जीवनचक्र में महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदान करती है। अपशिष्ट उत्प्रेरक को पुनः प्राप्त करने के लिए यांग्ज़ी पेट्रोकेमिकल द्वारा अपनाई गई चुंबकीय पृथक्करण तकनीक का उदाहरण लेते हुए, इस परियोजना से प्रतिवर्ष 500 टन कम-चुंबकीय उत्प्रेरक प्राप्त होता है, जिससे लागत में लगभग 3.5 मिलियन युआन की बचत होती है। हालाँकि यह इसका प्रत्यक्ष लाभ नहीं है,चुंबकीय युग्मनयह औद्योगिक वातावरण में उन्नत चुंबकीय प्रौद्योगिकी द्वारा लाए गए आर्थिक मूल्य को दर्शाता है।

इसके आर्थिक लाभचुंबकीय युग्मनये मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं से आते हैं:

- रखरखाव लागत बचत:चुंबकीय युग्मनइनमें स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है और यांत्रिक सीलों और बीयरिंगों जैसे कमजोर भागों के प्रतिस्थापन की आवृत्ति कम हो जाती है, जिससे दैनिक रखरखाव लागत और डाउनटाइम में उल्लेखनीय कमी आती है।

- ऊर्जा खपत अनुकूलन: उच्च दक्षता संचरण और नरम शुरुआत विशेषताओंचुंबकीय युग्मनइससे सिस्टम ऊर्जा खपत कम हो सकती है, विशेष रूप से परिवर्तनीय गति अनुप्रयोगों में, जहां वाल्व या डैम्पर थ्रॉटलिंग विधियों की तुलना में ऊर्जा-बचत प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।

- पर्यावरणीय जोखिम न्यूनीकरण: रिसाव पथों को पूरी तरह से समाप्त करके,चुंबकीय युग्मनइससे रासायनिक अपशिष्ट रिसाव के कारण होने वाली सफाई लागत, पर्यावरणीय जुर्माने और संभावित कानूनी देनदारियों से बचा जा सकेगा।

- प्रणाली विश्वसनीयता में सुधार: अनियोजित डाउनटाइम और उत्पादन रुकावटों में कमी से रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणाली की समग्र उपलब्धता और प्रसंस्करण क्षमता में वृद्धि होती है।

निवेश पर प्रतिफल विश्लेषण में इन कारकों पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए और अपेक्षित उपकरण जीवन के साथ संयोजन में उनकी गणना की जानी चाहिए। अधिकांश रासायनिक अपशिष्ट उपचार अनुप्रयोगों में, निवेश पर प्रतिफल अवधिचुंबकीय युग्मन प्रौद्योगिकी की लागत 1-3 वर्ष के बीच होती है, जो परिचालन समय, ऊर्जा खपत स्तर और प्रशासनिक लागत जैसे कारकों पर निर्भर करती है।

5 भविष्य की संभावनाएँ

आवेदन की संभावनाएंचुंबकीय युग्मन रासायनिक अपशिष्ट उपचार के क्षेत्र में प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में उपलब्धियाँ व्यापक हैं। पदार्थ विज्ञान, विनिर्माण प्रक्रियाओं और बुद्धिमान प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, यह तकनीक उच्च दक्षता, अधिक विश्वसनीयता और अधिक स्मार्ट कार्यक्षमता की ओर विकसित हो रही है। भविष्य में निम्नलिखित विकास दिशाएँ विशेष ध्यान देने योग्य हैं:

उच्च प्रदर्शन वाले स्थायी चुंबक सामग्रियों के विकास से सीधे तौर पर प्रदर्शन की सीमा में वृद्धि होगीचुंबकीय युग्मनs. यद्यपि व्यापक रूप से प्रयुक्त नियोडिमियम आयरन बोरॉन स्थायी चुम्बकों में उत्कृष्ट चुम्बकीय गुण होते हैं, फिर भी उनकी तापीय स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध में अभी भी सुधार की आवश्यकता है। दुर्लभ मृदा स्थायी चुम्बक पदार्थों की नई पीढ़ी, जैसे कि सैमरियम कोबाल्ट मिश्रित पदार्थ और तापीय रूप से स्थिर नियोडिमियम आयरन बोरॉन, उच्च तापमान पर स्थिर चुम्बकीय प्रदर्शन बनाए रख सकते हैं (>250)°सी) और कठोर रासायनिक वातावरण में, अनुप्रयोग सीमा का बहुत विस्तार होता हैचुंबकीय युग्मनउच्च तापमान रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रक्रियाओं में।

बुद्धिमान निगरानी प्रणालियों का एकीकरणचुंबकीय युग्मनयह एक और महत्वपूर्ण विकास प्रवृत्ति है। आंतरिक या बाहरी रोटर में माइक्रो-सेंसर लगाकर टॉर्क, तापमान, कंपन और स्लिप जैसे वास्तविक समय के ऑपरेटिंग मापदंडों की निगरानी की जा सकती है।चुंबकीय युग्मन, और उन्हें बड़े डेटा विश्लेषण और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के साथ जोड़कर, उपकरणों का पूर्वानुमानित रखरखाव और बुद्धिमान ऊर्जा प्रबंधन प्राप्त किया जा सकता है। ऐसा बुद्धिमानचुंबकीय युग्मनयह प्रणाली ऊर्जा दक्षता को अनुकूलित करने के लिए वायु अंतराल या चुंबकीय सर्किट विन्यास को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है और संभावित विफलताओं से पहले प्रारंभिक चेतावनी प्रदान कर सकता है, जिससे रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों की विश्वसनीयता और परिचालन दक्षता अधिकतम हो जाती है।

का विस्तारचुंबकीय युग्मननए अनुप्रयोग क्षेत्रों में प्रवेश भी आशाजनक है। वर्तमान में,चुंबकीय युग्मनइनका उपयोग मुख्यतः मानक उपकरणों जैसे सेंट्रीफ्यूगल पंप, पंखे और बेल्ट कन्वेयर में किया जाता है। भविष्य में, इनका उपयोग अन्य प्रकार के रासायनिक अपशिष्ट उपचार उपकरणों, जैसे स्क्रू पंप, गियर पंप, कंप्रेसर, मिक्सर और सेंट्रीफ्यूज में भी किए जाने की उम्मीद है। विशेष रूप से इलेक्ट्रिक सबमर्सिबल उपकरणों (जैसे सबमर्सिबल पंप), विभिन्न वैक्यूम तकनीकों और गहरे समुद्र में तेल रिग में।चुंबकीय युग्मनइसके अनुप्रयोग का दायरा भी व्यापक है। जैसे-जैसे इसका क्रमांकन और मानकीकरण बढ़ता है,चुंबकीय युग्मनजैसे-जैसे सुधार होगा, उनसे एक नए प्रकार के सार्वभौमिक बुनियादी घटक के रूप में काम करने की उम्मीद की जा रही है, जो रासायनिक अपशिष्ट उपचार उद्योग के लिए अधिक पूर्ण सहायक समाधान प्रदान करेगा।

इसके अलावा, का सहक्रियात्मक अनुप्रयोगचुंबकीय युग्मनअन्य चुंबकीय तकनीकों के साथ भी इसकी अपार संभावनाएं हैं। उदाहरण के लिए, यांग्ज़ी पेट्रोकेमिकल द्वारा प्रस्तुत चुंबकीय पृथक्करण तकनीक, जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र क्रिया के माध्यम से विभिन्न चुंबकीय गुणों वाली सामग्रियों को अलग करती है, इसका एक अच्छा पूरक है।चुंबकीय युग्मन प्रौद्योगिकी। भविष्य में रासायनिक अपशिष्ट उपचार प्रणालियों में, चुंबकीय सिद्धांतों पर आधारित अधिक प्रौद्योगिकी संयोजन देखे जा सकते हैं, जैसे चुंबकीय संचरण, चुंबकीय पृथक्करण और चुंबकीय स्थिरीकरण का एकीकृत अनुप्रयोग, जो रासायनिक अपशिष्ट उपचार के लिए अधिक व्यापक और कुशल समाधान प्रदान करते हैं।

व्यापक दृष्टिकोण से, प्रगतिचुंबकीय युग्मन रासायनिक अपशिष्ट उपचार में संसाधन पुनर्प्राप्ति और चक्रीय अर्थव्यवस्था के विकास में प्रौद्योगिकी सीधे तौर पर सहायक होगी। विद्युत अपघटनी मैंगनीज अवशेषों के उपचार को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, चुंबकीय पृथक्करण को H के साथ एकीकृत करना₂इसलिए₄/एच₂हे₂सहक्रियात्मक निक्षालन प्रक्रियाएं बैटरी-ग्रेड MnSO का उत्पादन कर सकती हैं₄·एच₂O, अंतिम उत्पाद HG/T 4823-2023 ग्रेड I धातु अशुद्धता सीमा को पूरा करता है। ऐसी उच्च-मूल्य-वर्धित संसाधन पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं में, विश्वसनीय, रिसाव-मुक्त संचरण गारंटी प्रदान की जाती है।चुंबकीय युग्मनसंपूर्ण प्रक्रिया श्रृंखला की निरंतरता और स्थिरता सुनिश्चित करता है, रासायनिक अपशिष्ट को " उपचार" से " संसाधन पुनर्प्राप्ति" में स्थानांतरित करने के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी सहायता प्रदान करता है।"

सारांश,चुंबकीय युग्मन यह तकनीक, अपने अनूठे गैर-संपर्क संचरण लाभों के साथ, रासायनिक अपशिष्ट उपचार में स्थिरता की चुनौतियों का प्रभावी ढंग से समाधान कर सकती है, जिससे सिस्टम की विश्वसनीयता में सुधार, रखरखाव लागत में कमी और पर्यावरणीय जोखिमों को समाप्त करने में महत्वपूर्ण मूल्य प्राप्त होता है। जैसे-जैसे यह तकनीक परिपक्व होती जाएगी और अनुप्रयोग अनुभव बढ़ता जाएगा, यह निस्संदेह रासायनिक अपशिष्ट उपचार के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी, जिससे रासायनिक उद्योग का विकास एक सुरक्षित और अधिक पर्यावरणीय दिशा में होगा।.