फ्लू-गैस डिसल्फराइजेशन: Difference between revisions

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ग्रिप गैस डिसल्फराइजेशन स्थापित होने से पहले, न्यू मैक्सिको में फोर कॉर्नर जनरेटिंग स्टेशन के उत्सर्जन में महत्वपूर्ण मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड था।
जीजी एलन स्टीम स्टेशन स्क्रबर (उत्तरी कैरोलिना)

फ्लू-गैस डिसल्फराइजेशन (निर्गंधकीकरण) (एफजीडी) जीवाश्म-ईंधन बिजली संयंत्रों की निकास फ़्लू गैसों से सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) को हटाने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों का एक समूह है, और अन्य सल्फर ऑक्साइड उत्सर्जक प्रक्रियाओं के उत्सर्जन से जैसे कि अपशिष्ट जलाना।

तरीके

चूंकि कई देशों में SO2 उत्सर्जन को सीमित करने वाले कड़े पर्यावरणीय नियमों को लागू किया गया है, SO2 को विभिन्न तरीकों से फ़्लू गैसों से हटाया जा रहा है। उपयोग की जाने वाली सामान्य विधियाँ:

  • क्षारीय शोषक, सामान्यतः चूना पत्थर या चूना, या समुद्र के पानी से गैसों को साफ़ करने के घोल का उपयोग करके गीला स्क्रबिंग;
  • समान शोषक घोल का उपयोग करके स्प्रे-ड्राई स्क्रबिंग;
  • व्यावसायिक गुणवत्ता वाले सल्फ्यूरिक एसिड के रूप में सल्फर को ठीक करने वाली गीली सल्फ्यूरिक एसिड प्रक्रिया;
  • स्नोक्स फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और फ्लू गैसों से पार्टिकुलेट को हटाता है;
  • प्रक्रिया उत्सर्जन से SO2 और SO3 को खत्म करने के लिए सूखे सॉर्बेंट इंजेक्शन प्रणाली निकास नलिकाओं में पाउडर हाइड्रेटेड चूना (या अन्य घोल सामग्री) प्रस्तुत करते हैं।[1]

विशिष्ट कोयले से चलने वाले पावर स्टेशन के लिए, फ्लू-गैस डिसल्फराइजेशन (एफजीडी) फ़्लू गैसों में SO2 के 90 प्रतिशत या उससे अधिक को हटा सकता है।[2]

इतिहास

बॉयलर और फर्नेस निकास गैसों से सल्फर डाइऑक्साइड को हटाने के तरीकों का अध्ययन 150 से अधिक वर्षों से किया जा रहा है। 1850 के आसपास इंगलैंड में फ्लू गैस डीसल्फराइजेशन के प्रारंभिक विचार स्थापित किए गए थे।

1920 के दशक में इंग्लैंड में बड़े पैमाने पर बिजली संयंत्रों के निर्माण के साथ, एक ही स्थल से बड़ी मात्रा में SO
2 से जुड़ी समस्याएं जनता के लिए चिंता का विषय बन गई हैं।

उत्सर्जन समस्या पर 1929 तक ज्यादा ध्यान नहीं दिया गया जब हाउस ऑफ लॉर्ड्स ने मैनचेस्टर कॉर्पोरेशन के बार्टन इलेक्ट्रिसिटी वर्क्स के खिलाफ भूमि मालिक के दावे को SO
2 उत्सर्जन के परिणामस्वरूप उसकी भूमि क्षति के लिए न्यायसंगत। इसके तुरंत बाद, लंदन की सीमा के भीतर बिजली संयंत्रों के निर्माण के खिलाफ एक प्रेस अभियान का शुभारंभ किया गया थाl SO
2 ऐसे सभी बिजली संयंत्रों पर नियंत्रण रखता है।[3]

उपयोगिता पर पहली बड़ी एफजीडी इकाई 1931 में लंदन पावर कंपनी के स्वामित्व वाले बैटरसी पावर स्टेशन में स्थापित की गई थी। 1935 में, बैटरसी में स्थापित एफजीडी प्रणाली के समान स्वानसी पावर स्टेशन में सेवा में चला गया था। तीसरी प्रमुख एफजीडी प्रणाली 1938 में फुलहम पावर स्टेशन में स्थापित की गई थी। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान इन तीन प्रारंभिक बड़े पैमाने के एफजीडी प्रतिष्ठानों को निलंबित कर दिया गया था, क्योंकि विशिष्ट सफेद वाष्प के पंखों में दुश्मन के विमानों द्वारा सहायता प्राप्त स्थान होगा।[4] युद्ध के बाद बैटरसी में एफजीडी संयंत्र की सिफारिश की गई थी और लंदन शहर के सामने नए बैंकसाइड बी पावर स्टेशन में एफजीडी संयंत्र के साथ क्रमशः 1983 और 1981 में स्टेशनों के बंद होने तक संचालित किया गया था।[5] बड़े पैमाने पर एफजीडी इकाइयाँ 1970 के दशक तक उपयोगिताओं में फिर से प्रकट नहीं हुईं, जहाँ संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में ज्यादातर स्थापनाएँ हुईं।[3]

1970 में, अमेरिकी कांग्रेस ने 1970 का स्वच्छ वायु अधिनियम (सीएए) इसे पारित कर दिया गया। कानून ने संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थिर (औद्योगिक) और मोबाइल स्रोतों दोनों से उत्सर्जन को कवर करने वाले संघीय नियमों के विकास को अधिकृत किया, जो बाद में यू.एस. पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा प्रकाशित किए गए थे। 1977 में, कांग्रेस ने वायु उत्सर्जन पर अधिक कड़े नियंत्रण की आवश्यकता के लिए कानून में संशोधन किया।[6] सीएए की आवश्यकताओं के जवाब में, अमेरिकन सोसाइटी ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स (एएसएमई) ने 1978 में पीटीसी 40 मानक समिति के गठन को अधिकृत किया। यह समिति पहली बार 1979 में एक मानकीकृत "प्रक्रिया विकसित करने के उद्देश्य से बुलाई गई थी, जिसके प्रदर्शन परीक्षण आयोजित करने और रिपोर्ट करने के लिए एफजीडी प्रणाली और निम्नलिखित श्रेणियों के संदर्भ में परिणामों की रिपोर्टिंग: (ए) उत्सर्जन में कमी, (बी) उपभोज्य और उपयोगिताओं, (सी) अपशिष्ट और उप-उत्पाद विशेषता और राशि।[7] 1990 में और 1991 में अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (ANSI) द्वारा अपनाया गया। पीटीसी 40-1991 मानक 1990 के स्वच्छ वायु अधिनियम संशोधनों से प्रभावित उन इकाइयों के लिए सार्वजनिक उपयोग के लिए उपलब्ध था। 2006 में, पीटीसी 40 समिति ने 2005 में स्वच्छ वायु अंतरराज्यीय नियम (सीएआईआर) के ईपीए प्रकाशन के बाद फिर से बैठक की।[8] 2017 में, संशोधित पीटीसी 40 मानक प्रकाशित किया गया था। यह संशोधित मानक (पीटीसी 40-2017) शुष्क और पुन: उत्पन्न करने योग्य एफजीडी प्रणाली को कवर करता है और अधिक विस्तृत अनिश्चितता विश्लेषण अनुभाग प्रदान करता है। यह मानक वर्तमान में दुनिया भर की कंपनियों द्वारा उपयोग में है।

जून 1973 तक, 42 एफजीडी इकाइयां चल रही थीं, जापान में 36 और संयुक्त राज्य अमेरिका में 6, जिनकी क्षमता 5 मेगावाट से 250 मेगावाट तक थी।[9] लगभग 1999 और 2000 तक, एफजीडी इकाइयों का उपयोग 27 देशों में किया जा रहा था, और लगभग 229 गीगावाट की कुल बिजली संयंत्र क्षमता पर 678 एफजीडी इकाइयाँ चल रही थीं। एफजीडी क्षमता का लगभग 45% यू.एस. में, 24% जर्मनी में, 11% जापान में और 20% विभिन्न अन्य देशों में था। लगभग 79% इकाइयाँ, जो लगभग 199 गीगावाट क्षमता का प्रतिनिधित्व करती हैं, चूने या चूना पत्थर की गीली सफाई का उपयोग कर रही थीं। लगभग 18% (या 25 गीगावाट) स्प्रे-ड्राई स्क्रबर या सॉर्बेंट इंजेक्शन प्रणाली का उपयोग करते हैं।[10][11][12]

जहाजों पर एफजीडी

इंटरनेशनल मैरीटाइम ऑर्गनाइजेशन (आईएमओ) ने मारपोल एनेक्स VI के सल्फर रेगुलेशन का अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए ऑनबोर्ड जहाजों पर एग्जॉस्ट गैस स्क्रबर्स (एग्जॉस्ट गैस क्लीनिंग प्रणाली ) के अनुमोदन, स्थापना और उपयोग पर दिशानिर्देशों को अपनाया है।[13] फ्लैग स्टेट्स को ऐसी प्रणालियों को मंजूरी देनी चाहिए और बंदरगाह राज्य (अपने बंदरगाह राज्य नियंत्रण के हिस्से के रूप में) यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि ऐसी प्रणालियां सही ढंग से काम कर रही हैं। अगर स्क्रबर प्रणाली शायद काम नहीं कर रहा है (और ऐसी खराबी के लिए आईएमओ प्रक्रियाओं का पालन नहीं किया जाता है), बंदरगाह राज्य जहाज को मंजूरी दे सकते हैं। समुद्र के कानून पर संयुक्त राष्ट्र सम्मेलन भी बंदरगाह राज्यों को बंदरगाहों और आंतरिक जल के भीतर खुले लूप स्क्रबर प्रणाली के उपयोग को विनियमित करने (और यहां तक कि प्रतिबंध लगाने) का अधिकार प्रदान करता है।[14]

सल्फ्यूरिक अम्ल की धुंध का बनना

कोयला और तेल जैसे जीवाश्म ईंधन में सल्फर की महत्वपूर्ण मात्रा हो सकती है। जब जीवाश्म ईंधन को जलाया जाता है, तो लगभग 95 प्रतिशत या उससे अधिक सल्फर सामान्यतः सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) में परिवर्तित हो जाता है। इस तरह का परिवर्तन तापमान की सामान्य परिस्थितियों और फ्लू गैस में मौजूद ऑक्सीजन के तहत होता है। हालांकि, ऐसी परिस्थितियां हैं जिनमें ऐसी प्रतिक्रिया नहीं हो सकती है।

अतिरिक्त ऑक्सीजन मौजूद होने पर और गैस का तापमान पर्याप्त रूप से अधिक होने पर SO2 आगे सल्फर ट्राइऑक्साइड (SO3) में ऑक्सीकरण कर सकता है। लगभग 800 डिग्री सेल्सियस पर, SO3 के गठन का समर्थन किया जाता है। एक और तरीका है कि SO3 का गठन ईंधन में धातुओं द्वारा उत्प्रेरण के माध्यम से किया जा सकता है। इस तरह की प्रतिक्रिया विशेष रूप से भारी ईंधन तेल के लिए सच है, जहां वैनेडियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा मौजूद है। किसी भी तरह से SO3 बनता है, यह SO2 की तरह व्यवहार नहीं करता है क्योंकि यह एक तरल एयरोसोल बनाता है जिसे सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) धुंध के रूप में जाना जाता है जिसे हटाना बहुत मुश्किल है। सामान्यतः लगभग 1% सल्फर डाइऑक्साइड SO3 में परिवर्तित हो जाएगा। सल्फ्यूरिक एसिड की धुंध प्रायः नीली धुंध का कारण होती है जो प्रायः ग्रिप गैस प्लम के फैलने के रूप में दिखाई देती है। गीले स्थिर वैद्युत अवक्षेपित्र (इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स) के उपयोग से इस समस्या का तेजी से समाधान किया जा रहा है।

एफजीडी रसायन

मूल सिद्धांत

अधिकांश एफजीडी प्रणालियाँ दो चरणों में काम करती हैं: एक फ्लाई ऐश हटाने के लिए और दूसरा SO2 हटाने के लिए। फ्लाई ऐश और SO2 दोनों को एक स्क्रबिंग बर्तन में निकालने का प्रयास किया गया है। हालांकि, इन प्रणालियों ने गंभीर रखरखाव समस्याओं और कम हटाने की दक्षता का अनुभव किया। गीले स्क्रबिंग प्रणाली में, फ्लू गैस सामान्य रूप से पहले फ्लाई ऐश हटाने वाला उपकरण, या तो एक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर या एक बैगहाउस, और फिर SO2-अवशोषक के माध्यम से गुजरती है। हालाँकि, शुष्क इंजेक्शन या स्प्रे सुखाने के संचालन में, SO2 को पहले चूने के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, और फिर ग्रिप गैस एक कण नियंत्रण उपकरण से गुजरती है।

गीले एफजीडी प्रणाली से जुड़ा एक और महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार यह है कि अवशोषक से निकलने वाली फ़्लू गैस पानी से संतृप्त होती है और इसमें अभी भी कुछ SO2 होता है। ये गैसें किसी भी डाउनस्ट्रीम उपकरण जैसे पंखे, नलिकाएं और ढेर के लिए अत्यधिक संक्षारक होती हैं। जंग को कम करने वाली दो विधियाँ हैं: (1) गैसों को उनके ओस बिंदु से ऊपर तक गर्म करना, या (2) निर्माण सामग्री और डिजाइन का उपयोग करना जो उपकरण को संक्षारक परिस्थितियों का सामना करने की अनुमति देता है। दोनों विकल्प महंगे हैं। इंजीनियर यह निर्धारित करते हैं कि साइट-दर-साइट आधार पर किस पद्धति का उपयोग करना है।

क्षार ठोस या समाधान के साथ घिसना

एफजीडी के अवशोषक का आरेखीय डिज़ाइन

SO2 एक एसिड गैस है, और इसलिए, विशिष्ट सॉर्बेंट स्लरी (शोषक घोल) या अन्य सामग्री जो SO2 को फ्लू गैसों से निकालने के लिए उपयोग की जाती है, क्षारीय होती है। CaCO3 (चूना पत्थर) घोल का उपयोग करके गीले स्क्रबिंग में होने वाली प्रतिक्रिया कैल्शियम सल्फाइट CaSO3 उत्त्पन्न करती है और इसे सरलीकृत सूखे रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g)

गीले स्क्रबिंग के साथ Ca(OH)2 (जलयोजित चूना) घोल, प्रतिक्रिया का उत्पादन करती है CaSO3 (कैल्शियम सल्फाइट) और सरलीकृत शुष्क रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

Ca(OH)2(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + H2O(l)

गीले स्क्रबिंग के साथ Mg(OH)2 (मैग्नेशियम हायड्रॉक्साइड) घोल, प्रतिक्रिया का उत्पादन करती है MgSO3 (मैग्नीशियम सल्फाइट) और सरलीकृत सूखे रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

Mg(OH)2(s) + SO2(g) → MgSO3(s) + H2O(l)

एफजीडी स्थापना की लागत को आंशिक रूप से ऑफसेट करने के लिए, कुछ डिज़ाइन, विशेष रूप से शुष्क शर्बत इंजेक्शन प्रणाली , आगे ऑक्सीकरण करते हैं CaSO3 (कैल्शियम सल्फाइट) विपणन योग्य उत्पादन करने के लिए CaSO4·2H2O (जिप्सम) जो दीवारबोर्ड और अन्य उत्पादों में उपयोग करने के लिए पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाला हो सकता है। जिस प्रक्रिया से इस सिंथेटिक जिप्सम का उत्पादन होता है उसे ऑक्सीकरण के रूप में भी जाना जाता है:

CaSO3(aq) + 2 H2O(l) + 1/2 O2(g) → CaSO4·2H2O(s)

अवशोषित करने के लिए प्रयोग करने योग्य एक प्राकृतिक क्षारीय SO2 समुद्री जल है। SO2 पानी में अवशोषित हो जाता है, और जब ऑक्सीजन जोड़ा जाता है तो सल्फेट आयन बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है SO2−4 और मुफ़्त H+. का अधिशेष H+ समुद्री जल में कार्बोनेट द्वारा ऑफसेट किया जाता है जो कार्बोनेट संतुलन को जारी करने के लिए धकेलता है CO2 गैस:

SO2(g) + H2O(l) + 1/2 O2(g) → SO2−4(aq) + 2 H+
HCO−3 + H+ → H2O(l) + CO2(g)

उद्योग में कास्टिक (NaOH) का उपयोग प्रायः SO2 को खंगालने के लिए किया जाता है, जो सोडियम सल्फ़ाइट का उत्पादन करता है:

2 NaOH(aq) + SO2(g) → Na2SO3(aq) + H2O(l)[15]

एफजीडी में प्रयुक्त गीले स्क्रबर्स के प्रकार

अधिकतम गैस-तरल सतह क्षेत्र और निवास समय को बढ़ावा देने के लिए, कई गीले स्क्रबर डिजाइनों का उपयोग किया गया है, जिसमें स्प्रे टावर, वेंटुरिस, प्लेट टावर और मोबाइल पैक्ड बेड सम्मिलित हैं। स्केल बिल्डअप, प्लगिंग या अपरदन के कारण, जो एफजीडी निर्भरता और अवशोषक दक्षता को प्रभावित करते हैं, प्रवृत्ति अधिक जटिल लोगों के बजाय स्प्रे टावर जैसे सरल स्क्रबर्स का उपयोग करना है। टॉवर का विन्यास ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज हो सकता है, और तरल के संबंध में ग्रिप गैस समवर्ती, प्रतिधारा या क्रॉसकरंट में प्रवाहित हो सकती है। स्प्रे टावरों का मुख्य दोष यह है कि उन्हें अन्य अवशोषक डिजाइनों की तुलना में समतुल्य SO2 हटाने के लिए उच्च तरल-से-गैस अनुपात की आवश्यकता होती है।

एफजीडी स्क्रबर्स स्केलिंग अपशिष्ट जल का उत्पादन करते हैं जिसके लिए अमेरिकी संघीय निर्वहन नियमों को पूरा करने के लिए उपचार की आवश्यकता होती है।[16] हालांकि, आयन-एक्सचेंज मेम्ब्रेन और इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रणाली में तकनीकी प्रगति ने हाल ही में ईपीए डिस्चार्ज सीमा को पूरा करने के लिए एफजीडी अपशिष्ट जल के उच्च दक्षता उपचार को सक्षम किया है।[17] उपचार का दृष्टिकोण अन्य अत्यधिक-स्केलिंग औद्योगिक अपशिष्ट जल के समान है।

वेंचुरी-रॉड स्क्रबर्स

Main article: वेंचुरी स्क्रबर

वेंचुरी स्क्रबर वाहिनी का अभिसारी/अपसारी खंड है। अभिसारी खंड गैस प्रवाह को उच्च वेग तक बढ़ा देता है। जब तरल प्रवाह को गले में इंजेक्ट किया जाता है, जो अधिकतम वेग का बिंदु है, तो उच्च गैस वेग के कारण होने वाली अशांति तरल को छोटी बूंदों में बदल देती है, जो बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के लिए आवश्यक सतह क्षेत्र बनाती है। वेंटुरी में दबाव जितना अधिक होता है, बूंदों का आकार उतना ही छोटा होता है और सतह का क्षेत्रफल उतना ही अधिक होता है। जुर्माना बिजली की खपत में है।

एक साथ हटाने के लिए SO2 और फ्लाई ऐश, वेंचुरी स्क्रबर्स का उपयोग किया जा सकता है। वास्तव में, कई औद्योगिक सोडियम-आधारित फेंकने वाली प्रणालियाँ वेंचुरी स्क्रबर्स हैं जिन्हें मूल रूप से कण पदार्थ को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सोडियम आधारित स्क्रबिंग शराब को इंजेक्ट करने के लिए इन इकाइयों को थोड़ा संशोधित किया गया था। हालांकि दोनों कणों को हटाने और SO2 एक बर्तन में आर्थिक हो सकता है, उच्च दबाव की बूंदों की समस्या और फ्लाई ऐश के भारी भार को हटाने के लिए स्क्रबिंग माध्यम खोजने पर विचार किया जाना चाहिए। हालांकि, ऐसे मामलों में जहां कण की सघनता कम है, जैसे कि तेल से चलने वाली इकाइयों से, यह कण को ​​​​हटाने के लिए अधिक प्रभावी हो सकता है और SO2 इसके साथ ही।

पैक्ड बेड स्क्रबर्स

पैक किए गए स्क्रबर में एक टावर होता है जिसके अंदर पैकिंग सामग्री होती है। यह पैकिंग सामग्री गंदे गैस और तरल के बीच संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन की गई काठी, अंगूठियां या कुछ अति विशिष्ट आकृतियों के आकार में हो सकती है। पैक्ड टावर्स सामान्यतः वेंचुरी स्क्रबर्स की तुलना में बहुत कम दबाव की बूंदों पर काम करते हैं और इसलिए संचालित करने के लिए सस्ते होते हैं। वे सामान्यतः उच्च SO2 निष्कासन दक्षता भी प्रदान करते हैं। दोष यह है कि अगर निकास हवा की धारा में कण अधिक मात्रा में मौजूद हैं, तो उनके पास प्लग करने की अधिक प्रवृत्ति होती है।

स्प्रे टावर

Main article: स्प्रे टावर

स्प्रे टॉवर स्क्रबर का सबसे सरल प्रकार है। इसमें स्प्रे नोज़ल वाला टावर होता है, जो सतह के संपर्क के लिए बूंदों को उत्पन्न करता है। स्प्रे टावर सामान्यतः घोल (नीचे देखें) को प्रसारित करते समय उपयोग किया जाता है। वेंटुरी की उच्च गति से कटाव की समस्या पैदा होगी, जबकि भरा हुआ टॉवर प्लग हो जाएगा अगर यह घोल को फैलाने की कोशिश करता है।

काउंटर-करंट पैक्ड टावरों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है क्योंकि उनमें एकत्रित कणों द्वारा प्लग किए जाने की प्रवृत्ति होती है या चूना या चूना पत्थर स्क्रबिंग स्लरी का उपयोग किया जाता है।

स्क्रबिंग अभिकर्मक

जैसा कि ऊपर बताया गया है, SO2 को हटाने के लिए फ़्लू गैसों को साफ़ करने के लिए क्षारीय शर्बत का उपयोग किया जाता है। उपयोग के आधार पर, दो सबसे महत्वपूर्ण चूने और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक सोडा के रूप में भी जाना जाता है) हैं। चूने का उपयोग सामान्यतः बड़े कोयले या तेल से चलने वाले बॉयलरों में किया जाता है, जैसा कि बिजली संयंत्रों में पाया जाता है, क्योंकि यह कास्टिक सोडा की तुलना में बहुत कम खर्चीला है। समस्या यह है कि इसके परिणामस्वरूप समाधान के बजाय स्क्रबर के माध्यम से घोल फैल जाता है। यह उपकरण पर कठिन बना देता है। इस एप्लिकेशन के लिए सामान्यतः स्प्रे टॉवर का उपयोग किया जाता है। चूने के प्रयोग से कैल्शियम सल्फाइट (CaSO3) का घोल तैयार हो जाता है जिसका निस्तारण किया जाता है। संयोग से, कैल्शियम सल्फाइट को उप-उत्पाद जिप्सम (CaSO4·2H2O) का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण किया जा सकता है जो निर्माण उत्पाद उद्योग में उपयोग के लिए विपणन योग्य है।

कास्टिक सोडा छोटी दहन इकाइयों तक सीमित है क्योंकि यह चूने की तुलना में अधिक महंगा है, लेकिन इसका लाभ यह है कि यह घोल के बजाय घोल बनाता है। इससे काम करना आसान हो जाता है। यह सोडियम सल्फाइट/बाइसल्फ़ाइट (पीएच पर निर्भर करता है), या सोडियम सल्फेट का "खर्च कास्टिक" घोल तैयार करता है जिसका निपटान किया जाता है। उदाहरण के लिए क्राफ्ट पल्प मिल में यह कोई समस्या नहीं है, जहां यह रिकवरी चक्र के लिए मेकअप रसायनों का स्रोत हो सकता है।

सोडियम सल्फाइट घोल से स्क्रबिंग

सोडियम सल्फाइट के ठंडे घोल का उपयोग करके सल्फर डाइऑक्साइड को साफ़ करना संभव है; यह सोडियम हाइड्रोजन सल्फाइट घोल बनाता है। इस घोल को गर्म करके प्रतिक्रिया को उलट कर सल्फर डाइऑक्साइड और सोडियम सल्फाइट घोल बनाया जा सकता है। चूंकि सोडियम सल्फाइट घोल का सेवन नहीं किया जाता है, इसे पुनर्योजी उपचार कहा जाता है। इस प्रतिक्रिया के आवेदन को वेलमैन-लॉर्ड प्रक्रिया भी कहा जाता है।

कुछ मायनों में, यह पानी से दूसरे चरण में अक्रिय गैस जैसे क्सीनन या रेडॉन (या कुछ अन्य विलेय जो रासायनिक परिवर्तन से नहीं गुजरता है) के प्रतिवर्ती तरल-तरल निष्कर्षण के समान माना जा सकता है। जबकि गैस मिश्रण से सल्फर डाइऑक्साइड की निकासी के दौरान रासायनिक परिवर्तन होता है, यह मामला है कि रासायनिक अभिकर्मक के उपयोग के बजाय तापमान को बदलकर निष्कर्षण संतुलन को स्थानांतरित कर दिया जाता है।

अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया के बाद गैस-चरण ऑक्सीकरण

आईएईए द्वारा नई, उभरती हुई फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन तकनीक का वर्णन किया गया है।[18] यह विकिरण तकनीक है जहां इलेक्ट्रॉनों की तीव्र किरण को ग्रिप गैस में उसी समय निकाल दिया जाता है जब अमोनिया को गैस में जोड़ा जाता है। चीन में चेंडू पावर प्लांट ने 1998 में 100 मेगावाट के पैमाने पर ऐसी फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन यूनिट शुरू की। पोलैंड में पोमोर्ज़नी पावर प्लांट ने भी 2003 में एक समान आकार की यूनिट शुरू की और यह प्लांट सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड दोनों को हटाता है। बताया जा रहा है कि दोनों संयंत्र सफलतापूर्वक काम कर रहे हैं।[19][20] हालांकि, औद्योगिक स्थितियों में निरंतर संचालन के लिए त्वरक डिजाइन सिद्धांतों और निर्माण गुणवत्ता में और सुधार की आवश्यकता है।[21]

प्रक्रिया में किसी रेडियोधर्मिता की आवश्यकता नहीं है या बनाई गई है टीवी सेट में इलेक्ट्रॉन गन के समान एक उपकरण द्वारा इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न होता है। इस उपकरण को त्वरक कहा जाता है। यह विकिरण रसायन प्रक्रिया का एक उदाहरण है[20] जहां विकिरण के भौतिक प्रभावों का उपयोग किसी पदार्थ को संसाधित करने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन बीम की कार्रवाई सल्फर (VI) यौगिकों के लिए सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण को बढ़ावा देना है। अमोनियम सल्फर यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है जिससे अमोनियम सल्फेट का उत्पादन होता है, जिसका उपयोग नाइट्रोजनयुक्त उर्वरक के रूप में किया जा सकता है। इसके अलावा, यह ग्रिप गैस की नाइट्रोजन ऑक्साइड सामग्री को कम करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इस पद्धति ने औद्योगिक संयंत्र के पैमाने को प्राप्त कर लिया है।[19][22]

तथ्य और आँकड़े

इस खंड में जानकारी एक यूएस ईपीए-प्रकाशित तथ्य पत्रक से प्राप्त की गई थी।[23]

5 मेगावाट से 1,500 मेगावाट तक के आकार वाले कोयले और तेल को जलाने वाली दहन इकाइयों में फ़्लू गैस डीसल्फ़राइज़ेशन स्क्रबर्स का उपयोग किया गया है। स्कॉटिश पावर लॉन्गनेट पावर स्टेशन पर एफजीडी स्थापित करने के लिए 400 पाउंड मिलियन खर्च कर रही है, जिसकी क्षमता 2,000 गीगावॉट से अधिक है। ड्राई स्क्रबर और स्प्रे स्क्रबर सामान्यतः 300 मेगावाट से छोटी इकाइयों के लिए उपयोग किए जाते हैं।

एफजीडी को समुद्री जल प्रक्रिया का उपयोग करके दक्षिण वेल्स में एबरथॉ पावर स्टेशन पर आरडब्ल्यूई एनपावर द्वारा फिट किया गया है और यह 1,580 मेगावाट संयंत्र पर सफलतापूर्वक काम करता है।

अमेरिका में स्थापित लगभग 85% फ़्लू गैस डीसल्फ़राइज़ेशन इकाइयां गीले स्क्रबर हैं, 12% स्प्रे ड्राई प्रणाली हैं, और 3% ड्राई इंजेक्शन प्रणाली हैं।

उच्चतम SO2 निष्कासन क्षमता (90% से अधिक) गीले स्क्रबर द्वारा प्राप्त की जाती है और सबसे कम (80% से कम) सूखे स्क्रबर द्वारा प्राप्त की जाती है। हालांकि, ड्राई स्क्रबर्स के लिए नए डिजाइन 90% के क्रम में दक्षता हासिल करने में सक्षम हैं।

स्प्रे ड्राइंग और ड्राई इंजेक्शन प्रणाली में, डाउनस्ट्रीम उपकरण पर गीले ठोस जमाव और बैगहाउस को प्लग करने से बचने के लिए, ग्रिप गैस को पहले रूद्धोष्म संतृप्ति से लगभग 10–20 °C ऊपर ठंडा किया जाता है।

हटाए गए SO2 के प्रति लघु टन पूंजी, परिचालन और रखरखाव लागत (2001 अमेरिकी डॉलर में) हैं:

  • 400 मेगावाट से बड़े गीले स्क्रबर के लिए, लागत 200 डॉलर से 500 डॉलर प्रति टन है
  • 400 मेगावाट से छोटे गीले स्क्रबर के लिए लागत 500 डॉलर से 5,000 डॉलर प्रति टन है
  • 200 मेगावाट से बड़े स्प्रे ड्राई स्क्रबर के लिए लागत 150 डॉलर से 300 डॉलर प्रति टन है
  • 200 मेगावाट से छोटे स्प्रे ड्राई स्क्रबर के लिए लागत 500 डॉलर से 4,000 डॉलर प्रति टन है

सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के वैकल्पिक तरीके

जलने के बाद ग्रिप गैसों से सल्फर को निकालने का एक विकल्प दहन से पहले या उसके दौरान ईंधन से सल्फर को निकालना है। उपयोग से पहले ईंधन तेलों के इलाज के लिए ईंधन के हाइड्रोडीसल्फराइजेशन का उपयोग किया गया है। द्रवित तल दहन दहन के दौरान ईंधन में चूना जोड़ता है। चूना SO2 के साथ अभिक्रिया करके सल्फेट बनाता है जो राख का भाग बन जाता है।

इस मौलिक सल्फर को फिर अलग किया जाता है और अंत में प्रक्रिया के अंत में पुनः प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, कृषि उत्पादों में आगे के उपयोग के लिए। सुरक्षा इस विधि का सबसे बड़ा लाभ है, क्योंकि पूरी प्रक्रिया वायुमंडलीय दबाव और परिवेश के तापमान पर होती है। इस विधि को पैकेल द्वारा विकसित किया गया है, जो शेल ग्लोबल सॉल्यूशंस और पैक्स के बीच एक संयुक्त उद्यम है।[24]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Dry Sorbent Injection Technology | Nox Control Systems".
  2. ↑ Compositech Products Manufacturing Inc. "Flue Gas Desulfurization – FGD Wastewater Treatment | Compositech Filters Manufacturer". www.compositech-filters.com (in English). Retrieved 2018-03-30.
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