कोलबेड मीथेन निष्कर्षण

कोलबेड मीथेन निष्कर्षण (सीबीएम निष्कर्षण) कोयला भंडार से मीथेन निकालने की विधि है। कोयला बेड मीथेन (सीबीएम) भूमिगत कोयला खदानों में कोयले के सुरक्षित उत्पादन को प्रतिबंधित करने वाले कारकों में से एक है। यह भी उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा का एक रूप है जिसका उपयोग विद्युत् उत्पादन, हीटिंग और रासायनिक उद्योगों जैसे कई क्षेत्रों में किया जा सकता है। इसलिए खनन कोयला बेड की सुरक्षा बढ़ाने और दोहन के लिए उपयोगी ऊर्जा संसाधन के रूप में सीबीएम निष्कर्षण निष्कर्षण से पहले किया जाता है।

मूलभूत सिद्धांत
ठोस कोयला आव्यूह (कोयला मैकेरल) में सोख ली गई मीथेन को कोयला सीम के अवसादग्रस्त होने पर छोड़ा जाएगा। कोयले की परत में अच्छी तरह से ड्रिलिंग करके मीथेन निकाला जा सकता है। लक्ष्य कुएं से पानी पंप करके पानी के दबाव को कम करना है। दबाव में कमी मीथेन को कोयले से उतरने और गैस के रूप में कुएं से सतह तक प्रवाहित करने की अनुमति देती है। फिर मीथेन को संपीड़ित किया जाता है और बाजार में पहुंचाया जाता है।

इसका उद्देश्य पानी की लाइन में मीथेन डालने से बचना है, लेकिन इसे कुएं के पीछे (आवरण) से कंप्रेसर स्टेशन तक प्रवाहित होने देना है। यदि पानी निकालने के समय पानी का स्तर बहुत कम पंप किया जाता है, तो मीथेन ट्यूबिंग से पानी की लाइन में जा सकती है, जिससे कुआं गैसीय हो सकता है। यद्यपि मीथेन को सतह पर जल-गैस विभाजक में पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, पानी और गैस को पंप करना अक्षम है और पंप के खराब होने और टूटने का कारण बन सकता है।

सीबीएम निष्कर्षण वाले क्षेत्र
हजारों मीथेन कुएं खोदे गए हैं, और उत्तर-पूर्व व्योमिंग और दक्षिण-पूर्व मोंटाना के पाउडर नदी बेसिन और अब भारत में पश्चिम बंगाल- रानीगंज, पानागढ़ में सीबीएम निष्कर्षण के लिए सड़क, पाइपलाइन और कंप्रेसर आदि जैसी व्यापक सहायता सुविधाएं स्थापित की गई हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में वर्तमान में उत्पादित प्राकृतिक गैस (मीथेन) का सात प्रतिशत सीबीएम निष्कर्षण से आता है। कोयला आधारित जलाशयों से मीथेन को आर्थिक रूप से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन पानी का निपटान पर्यावरणीय चिंता का विषय है।

सेंट्रल स्कॉटलैंड में लेथम मॉस में भी साइटें हैं। कोयले में अधिकांश गैस कार्बनिक पदार्थ की आंतरिक सतहों पर संग्रहित होती है। अपने बड़े आंतरिक सतह क्षेत्र के कारण, कोयला पारंपरिक गैस भंडार के समतुल्य चट्टान की मात्रा की तुलना में 6 से 7 गुना अधिक गैस संग्रहीत करता है। गैस की मात्रा सामान्यतः कोयले की श्रेणी, कोयला तल की गहराई और जलाशय के दबाव के साथ बढ़ती है। कोयला बेडों के अन्दर फ्रैक्चर, या क्लीट, सामान्यतः पानी से भरे होते हैं। गहरे कोयले के बेडों में पानी कम होता है, लेकिन वह पानी अधिक खारा होता है। कोयला तल से पानी हटाने से दबाव कम हो जाता है और मीथेन उत्सर्जित होती है। कोयला आधारित मीथेन कुओं से बड़ी मात्रा में पानी, कभी-कभी खारा नमकीन, उत्पन्न होता है। उत्पादन के प्रारंभिक चरण के समय सबसे अधिक जल मात्रा का उत्पादन होता है। नमकीन पानी का पर्यावरणीय रूप से स्वीकार्य निपटान आर्थिक मीथेन उत्पादन के लिए प्रमुख व्यय का कारक है। ताजे पानी को सतह पर छोड़ा जा सकता है, लेकिन नमकीन पानी को सामान्यतः चट्टान में इतनी गहराई पर इंजेक्ट किया जाता है, जहां इंजेक्ट किए गए नमकीन पानी की लवणता होस्ट चट्टान के सहवर्ती तरल पदार्थ से कम होती है। उच्च वाष्पीकरण दर वाले क्षेत्रों में संभावित बिक्री योग्य ठोस अवशेषों की पुनर्प्राप्ति के लिए पानी का वाष्पीकरण संभव हो सकता है।

कोयले की गैस सामग्री को मापना
कोल बेड गैस सामग्री माप का उपयोग सामान्यतः खदान सुरक्षा के साथ-साथ कोल बेड मीथेन संसाधन मूल्यांकन और पुनर्प्राप्ति अनुप्रयोगों में किया जाता है। गैस सामग्री निर्धारण तकनीकें सामान्यतः दो श्रेणियों में आती हैं: (1) प्रत्यक्ष विधियां जो वास्तव में विशोषण कनस्तर में सील किए गए कोयले के नमूने से निकलने वाली मीथेन की मात्रा को मापती हैं और (2) अनुभवजन्य सहसंबंधों पर आधारित अप्रत्यक्ष विधियां, या प्रयोगशाला से प्राप्त सोरेशन इज़ोटेर्म मीथेन भंडारण क्षमता डेटा पर आधारित अप्रत्यक्ष विधियाँ। यदि इन्हें भूवैज्ञानिक यथार्थवादी दबाव और तापमान स्थितियों के अनुसार मापा जाता है, तो प्रयोगशाला सोरशन इज़ोटेर्म कोयले के नमूने की भंडारण क्षमता के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। इस प्रकार, मीथेन पुनर्प्राप्ति के लिए अपेक्षित अधिकतम गैस सामग्री का आकलन ऐसे प्रयोगशाला इज़ोटेर्म माप से किया जा सकता है।

अप्रत्यक्ष विधियों से कुल गैस सामग्री मीन्सर और किम द्वारा दिए गए अनुभवजन्य सूत्र पर आधारित है। गैस की मात्रा नमी की मात्रा, वाष्पशील सामग्री, गीले कोयले पर अवशोषित मीथेन की मात्रा, स्थिर कार्बन, कोयले की मोटाई और तापमान का उपयोग करके मीस्नर और किम सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। मीन्सर (1984) ने देखा कि मीथेन गैस (वीसीएच4) की मात्रा अस्थिर पदार्थ (डीएएफ) से संबंधित है।

VCH4 = −325.6 × log (V.M/37.8)

कोयले में सीटू गैस सामग्री का अनुमान किम (किम 1977) समीकरण का उपयोग करके मूल्यांकन किया जाएगा

V = (100 −M − A) /100 × [ Vw /Vd ] [K(P)N - (b × T)]

जहाँ, V = अवशोषित मीथेन गैस का आयतन (cc/g) M = नमी सामग्री (%) A = ऐश सामग्री (%) Vw/Vd = 1/(0.25 ×M + 1) Vw = गीले कोयले पर अवशोषित गैस का आयतन (cc/g) Vd = सूखे कोयले पर अधिशोषित गैस का आयतन (cc/g) K और N का मान कोयले की श्रेणी पर निर्भर करता है और इसे स्थिर कार्बन (FC) और वाष्पशील पदार्थ (VM) के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। K = 0.8 (F.C /V.M) + 5.6

जहाँ, FC = स्थिर कार्बन (%) VM = अस्थिर पदार्थ (%) N = कोयले की संरचना (अधिकांश बिटुमिनस कोयले के लिए, N = (0.39 - 0.013 × K) b =तापमान परिवर्तन के कारण अवशोषण स्थिरांक (cc/g/◦C)। T = जियोथर्मल ग्रेडिएंट × (h/ 100) + To T = दी गई गहराई पर तापमान To = भूमि का तापमान h = गहराई (m)

करोल वक्र द्वारा कोयला परतों में मीथेन सामग्री का अनुमान
कोयला बेड की मापी गई मीथेन सामग्री और कोयला बेड मीथेन कुओं से उत्पादन डेटा के अभाव में, गैस सामग्री का अनुमान एड़ी वक्र का उपयोग करके लगाया जा सकता है। एड्डी और अन्य ने गहराई और कोयला रैंक के आधार पर कोयला बेड की अधिकतम उत्पादन योग्य मीथेन सामग्री का अनुमान लगाते हुए वक्रों की श्रृंखला का निर्माण किया था। कोयला बेड की मीथेन सामग्री का अनुमान गहराई अक्ष पर प्रत्येक कोयला सीम की औसत गहराई का पता लगाकर एड़ी वक्र से निर्धारित किया जाता है। विशिष्ट कोयला रैंक वक्रों को काटने के लिए सामान्य रेखा को गहराई अक्ष (फीट) से ऊपर की ओर बढ़ाया जाता है। वक्र पर बिंदु से एक रेखा खोई हुई और अवशोषित गैस अक्ष (cm3/gm) तक सामान्य रूप से विस्तारित होती है। लाइन और अक्ष का प्रतिच्छेदन कोयला सीम की अनुमानित मीथेन सामग्री है।

ऐश विश्लेषण की व्याख्या
ऐश (विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान) क्लैस्टिक चट्टान इनपुट का महत्वपूर्ण संकेतक है, जो पीट विकास के समय समुद्री (महासागर) या मिट्टी, गाद और रेत के जलीय जमाव से प्राप्त होता है। आउटक्रॉप ऐश की मात्रा उपसतह नमूनों की ऐश सामग्री से कम प्रतीत होती है। आउटक्रॉप नमूनों में कम ऐश की मात्रा कोयले के जमाव के ऊपर स्ट्राइक और डिप और नमूनों के डाउन-डिप की तुलना में समुद्री प्रभाव से अधिक दूर होने के कारण हो सकती है।

यह भी देखें

 * कोलबेड मीथेन
 * उन्नत कोल बेड मीथेन रिकवरी