सोरशन वर्धित जल गैस शिफ्ट

सोरशन एन्हांस्ड वॉटर गैस शिफ्ट (एसईडब्ल्यूजीएस) एक ऐसी तकनीक है जो एसईडब्ल्यूजीएस रिएक्टर को खिलाए गए सिनगैस से हाइड्रोजन समृद्ध धारा उत्पन्न करने के लिए जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया (डब्ल्यूजीएस) के साथ पूर्व-दहन कार्बन कैप्चर और भंडारण प्रक्रिया को जोड़ती है। निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुसार जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया कार्बन मोनोआक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करती है:
 * सीओ + एच2O   सीओ2 + एच2

जबकि कार्बन डाईऑक्साइड  को सोखने की प्रक्रिया के माध्यम से पकड़ा और हटाया जाता है।

इन-सीटू सीओ2 सोखना और निष्कासन जल गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया को दाहिनी ओर स्थानांतरित कर देता है, जिससे सीओ पूरी तरह से परिवर्तित हो जाता है और उच्च दबाव हाइड्रोजन का उत्पादन अधिकतम हो जाता है।

21वीं सदी के दूसरे दशक की शुरुआत से ही इस तकनीक ने ध्यान आकर्षित करना शुरू कर दिया है, क्योंकि यह कार्बन कैप्चर पारंपरिक प्रौद्योगिकियों पर लाभ दिखाता है और क्योंकि हाइड्रोजन को भविष्य का ऊर्जा वाहक माना जाता है।

प्रक्रिया
SEWGS तकनीक एक ठोस पदार्थ पर कार्बन डाइऑक्साइड के सोखने के साथ जल गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया का संयोजन है। सामान्य तापमान और दबाव सीमा 350-550°C और 20-30 बार होती है। SEWGS रिएक्टरों की इनलेट गैस आमतौर पर हाइड्रोजन, CO और CO का मिश्रण होती है2, जहां CO को CO में परिवर्तित करने के लिए भाप डाली जाती है2. CO के माध्यम से प्रतिक्रिया संतुलन को स्थानांतरित करके कार्बन मोनोऑक्साइड का कार्बन डाइऑक्साइड में रूपांतरण बढ़ाया जाता है2 सोखना और हटाना, बाद वाली एक उत्पादित प्रजाति है।

एसईडब्ल्यूजीएस तकनीक एक मल्टी-बेड दबाव डालकर पोछते हुए सोखना (पीएसए) इकाई पर आधारित है जिसमें जहाजों को जल गैस शिफ्ट कटैलिसीस और सीओ से भरा जाता है।2 अवशोषक सामग्री. प्रत्येक जहाज को प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरना पड़ता है। सोखना/प्रतिक्रिया चरण में, एक उच्च दबाव हाइड्रोजन-समृद्ध धारा उत्पन्न होती है, जबकि सोर्बेंट पुनर्जनन के दौरान एक CO2 समृद्ध धारा उत्पन्न होती है.

यह प्रक्रिया SEWGS रिएक्टर को सिनगैस खिलाना शुरू करती है, जहां CO2 सोख लिया जाता है और एक हाइड्रोजन-समृद्ध धारा उत्पन्न होती है। पहले बर्तन का पुनर्जनन तब शुरू होता है जब शर्बत सामग्री CO से संतृप्त होती है2, फ़ीड स्ट्रीम को दूसरे पोत की ओर निर्देशित करना। पुनर्जनन के बाद, वाहिकाओं पर फिर से दबाव डाला जाता है। हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड के निरंतर उत्पादन की गारंटी के लिए एक बहुस्तरीय विन्यास आवश्यक है। बिस्तरों की इष्टतम संख्या आमतौर पर 6 से 8 के बीच होती है।

जल गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया
जल गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड और भाप के बीच की प्रतिक्रिया है:


 * सीओ + एच2O   सीओ2 + एच2

इस प्रतिक्रिया की खोज हैप्पी फोंटाना  ने की थी और आजकल इसे औद्योगिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में अपनाया जाता है, जैसे अमोनिया, हाइड्रोकार्बन, मेथनॉल, हाइड्रोजन और अन्य रसायनों की उत्पादन प्रक्रिया में। औद्योगिक अभ्यास में दो जल गैस शिफ्ट अनुभाग आवश्यक हैं, एक उच्च तापमान पर और एक कम तापमान पर, इंटरसिस्टम कूलिंग के साथ।

अधिशोषण प्रक्रिया


सोखना ठोस या तरल सतहों पर गैसों या विलेय के सोखने की घटना है। ठोस सतह पर अवशोषण तब होता है जब कुछ पदार्थ ठोस सतह से टकराते हैं और ठोस सतह के परमाणुओं या अणुओं के साथ बंधन बनाते हैं। दो मुख्य सोखना प्रक्रियाएँ हैं: भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना। पहला अंतरआण्विक बलों की परस्पर क्रिया का परिणाम है। चूंकि कमजोर बंधन बनते हैं, इसलिए अधिशोषित पदार्थ को आसानी से अलग किया जा सकता है। रासायनिक सोखना में, रासायनिक बंधन बनते हैं, जिसका अर्थ है कि सोखना गर्मी और सक्रियण ऊर्जा का अवशोषण या रिलीज भौतिक सोखना के संबंध में बड़ा होता है। ये दोनों प्रक्रियाएँ अक्सर एक साथ होती हैं। फिर अधिशोषक सामग्री को विशोषण के माध्यम से पुनर्जीवित किया जाता है, जो कि अधिशोषण की विपरीत घटना है, अधिशोषक सामग्री से कैप्चर किए गए पदार्थ को मुक्त कर देती है। एसईडब्ल्यूजीएस तकनीक में दबाव स्विंग सोखना (पीएसए) प्रक्रिया को सोखने वाली सामग्री को पुनर्जीवित करने और सीओ उत्पन्न करने के लिए नियोजित किया जाता है।2 समृद्ध धारा. यह प्रक्रिया पारंपरिक रूप से वायु पृथक्करण, हाइड्रोजन शुद्धिकरण और अन्य गैस पृथक्करणों के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान है।

कार्बन डाइऑक्साइड हटाने की पारंपरिक तकनीक
कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के लिए औद्योगिक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक को अमाइन वाशिंग तकनीक कहा जाता है और यह कार्बन डाइऑक्साइड हटाना रासायनिक अवशोषण (रसायन विज्ञान) पर आधारित है। रासायनिक अवशोषण में, अवशोषित पदार्थ (सीओ) के बीच प्रतिक्रियाएं होती हैं2) और विलायक उत्पन्न होता है और एक समृद्ध तरल उत्पन्न करता है। फिर, समृद्ध तरल विशोषण स्तंभ में प्रवेश करता है जहां कार्बन डाइऑक्साइड को शर्बत से अलग किया जाता है जिसे CO के लिए पुन: उपयोग किया जाता है2 अवशोषण. इथेनॉलमाइन (सी2H7NO), डायथेनॉलमाइन (C4H11नहीं2), triethanolamine (सी6H15नहीं3) इथेनॉलमाइन|मोनो-एथेनॉलमाइन (सी2H7NO) और मिथाइल डायथेनॉलमाइन|मिथाइल-डायथेनॉलमाइन (सी5H13नहीं2) आमतौर पर CO को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है2.

पारंपरिक प्रौद्योगिकियों की तुलना में SEWGS के लाभ
SEWGS तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड के दहन-पूर्व निष्कासन के लिए अपनाई जाने वाली पारंपरिक तकनीकों की तुलना में कुछ फायदे दिखाती है। पारंपरिक प्रौद्योगिकियों को दो रिएक्टरों के बीच एक मध्यवर्ती शीतलन चरण के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में उच्च रूपांतरण प्राप्त करने के लिए दो जल गैस शिफ्ट रिएक्टरों (एक उच्च तापमान और एक निम्न तापमान चरण) को नियोजित करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, CO के लिए दूसरे WGS रिएक्टर के आउटलेट पर एक और शीतलन चरण आवश्यक है2 एक विलायक के साथ कब्जा. इसके अलावा, SEWGS अनुभाग के आउटलेट पर हाइड्रोजन समृद्ध धारा को सीधे गैस टरबाइन में डाला जा सकता है, जबकि पारंपरिक मार्ग द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन समृद्ध धारा को एक और हीटिंग चरण की आवश्यकता होती है।

अनुप्रयोग
इस तकनीक का महत्व सीधे तौर पर ग्लोबल वार्मिंग की समस्या और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के शमन से संबंधित है। हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में हाइड्रोजन को उच्च ऊर्जा सामग्री के साथ एक स्वच्छ ऊर्जा वाहक माना जाता है और उम्मीद की जाती है कि यह जीवाश्म ईंधन और प्रदूषण के मुद्दों से जुड़े अन्य ऊर्जा स्रोतों को प्रतिस्थापित करेगा। इन्हीं कारणों से 21वीं सदी के दूसरे दशक की शुरुआत से ही इस तकनीक ने लोगों की रुचि को आकर्षित किया। SEWGS तकनीक आगे शुद्धिकरण प्रक्रियाओं की आवश्यकता के बिना उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम बनाती है। इसके अलावा इसे औद्योगिक प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में संभावित अनुप्रयोग मिलता है, जैसे कि जीवाश्म ईंधन से बिजली का उत्पादन या लौह और इस्पात उद्योग में।

प्राकृतिक गैस संयुक्त चक्र (एनजीसीसी) और एकीकृत गैसीकरण संयुक्त चक्र (आईजीसीसी) बिजली संयंत्रों में एसईडब्ल्यूजीएस प्रक्रिया के एकीकरण की जांच लगभग शून्य उत्सर्जन के साथ प्राकृतिक गैस या कोयले से बिजली उत्पादन के संभावित तरीके के रूप में की गई है। एनजीसीसी पावर प्लांट में सीओ के साथ कार्बन कैप्चर लगभग 95% है2 शुद्धता 99% से अधिक है, जबकि आईजीसीसी बिजली संयंत्रों में सीओ के साथ कार्बन कैप्चर अनुपात लगभग 90% है2 99% की शुद्धता. स्टील मिलों में SEWGS एकीकरण की जांच 21वीं सदी के दूसरे दशक के दौरान शुरू हुई। लक्ष्य इस औद्योगिक प्रक्रिया के कार्बन पदचिह्न को कम करना है जो कुल वैश्विक CO के 6% के लिए जिम्मेदार है2 उत्सर्जन और औद्योगिक प्रक्रियाओं द्वारा उत्पन्न उत्सर्जन का 16%।

सीओ को पकड़कर हटाया गया2 फिर उच्च मूल्य वाले रासायनिक उत्पादों के उत्पादन के लिए संग्रहीत या उपयोग किया जा सकता है।

SEWGS प्रक्रिया के लिए शर्बत
रिएक्टर वाहिकाओं में सॉर्बेंट छर्रों को भरा जाता है। सॉर्बेंट में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए: * उच्च CO2 एच से अधिक क्षमता और चयनात्मकता2 एसईडब्ल्यूजीएस में नियोजित किए जाने के उद्देश्य से विभिन्न शर्बत सामग्रियों की जांच की गई है। कुछ उदाहरणों में शामिल हैं: पोटेशियम प्रवर्तित हाइड्रोटैलसाइट एसईडब्ल्यूजीएस अनुप्रयोग के लिए सबसे अधिक अध्ययन किया जाने वाला सॉर्बेंट पदार्थ है। इसकी प्रमुख विशेषताएं नीचे सूचीबद्ध हैं: * कम लागत
 * कम एच2हे सोखना
 * कम विशिष्ट लागत
 * दबाव और तापमान भिन्नता के तहत यांत्रिक स्थिरता
 * अशुद्धियों की उपस्थिति में रासायनिक स्थिरता
 * भाप द्वारा आसान पुनर्जनन
 * क2सीओ3-प्रोमोटेड हाइड्रोटैलसाइट *पोटैशियम ने एल्युमिना को बढ़ावा दिया
 * Na-Mg डबल नमक
 * उच्च
 * पर्याप्त रूप से उच्च CO2 चक्रीय कार्य क्षमता
 * तेज़ सोखना गतिकी
 * अच्छी यांत्रिक स्थिरता

यह भी देखें

 * जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया
 * अवशोषण
 * कार्बन को पकड़ने और भंडारण
 * कार्बन कैप्चर और उपयोग

बाहरी संबंध
Projects in which SEWGS technology is investigated:
 * Web page of STEPWISE project
 * Web page of C4U project