फ्लू-गैस डिसल्फराइजेशन

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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)

फ़्लू-गैस डीसल्फ़राइज़ेशन (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 भस्मीकरण।

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, आमतौर पर 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;
  • SNOX 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 सिस्टम निकास नलिकाओं में पाउडर हाइड्रेटेड चूना (या अन्य शर्बत सामग्री) पेश करते हैं।[1]

एक विशिष्ट कोयले से चलने वाले पावर स्टेशन के लिए, फ़्लू-गैस डीसल्फ़राइज़ेशन (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 शुरुआती विचार स्थापित किए गए थे।

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

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 को नुकसान के लिए सही ठहराया। इसके तुरंत बाद, लंदन की सीमा के भीतर बिजली संयंत्रों के निर्माण के खिलाफ एक प्रेस अभियान चलाया गया। 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। तीसरी प्रमुख एफजीडी प्रणाली 1938 में फुलहम पावर स्टेशन में स्थापित की गई थी। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान इन तीन शुरुआती 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 अधिकांश स्थापनाएँ हुईं।[3]

1970 में, अमेरिकी कांग्रेस ने 1970 का स्वच्छ वायु अधिनियम (सीएए) पारित किया। 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 सिस्टम 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 सिस्टम 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 सिस्टम 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 सिस्टम) 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 एक स्क्रबर सिस्टम 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 सिस्टम 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 महत्वपूर्ण मात्रा में सल्फर हो सकता है। जब जीवाश्म ईंधन को जलाया जाता है, तो लगभग 95 प्रतिशत या अधिक सल्फर आमतौर पर सल्फर डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है (SO2). इस तरह का रूपांतरण तापमान की सामान्य परिस्थितियों और फ़्लू गैस में मौजूद ऑक्सीजन के तहत होता है। हालाँकि, ऐसी परिस्थितियाँ हैं जिनके तहत ऐसी प्रतिक्रिया नहीं हो सकती है।

SO2 आगे सल्फर ट्राइऑक्साइड में ऑक्सीकरण कर सकता है (SO3) जब अतिरिक्त ऑक्सीजन मौजूद हो और गैस का तापमान पर्याप्त रूप से अधिक हो। लगभग 800 डिग्री सेल्सियस पर, का गठन SO3 इष्ट है। एक और तरीका है SO3 ईंधन में धातुओं द्वारा कटैलिसीस के माध्यम से बनाया जा सकता है। ऐसी प्रतिक्रिया भारी ईंधन तेल के लिए विशेष रूप से सच है, जहां वैनेडियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा मौजूद है। किसी भी रास्ते से SO3 बनता है, ऐसा व्यवहार नहीं करता SO2 इसमें यह एक तरल एयरोसोल बनाता है जिसे सल्फ्यूरिक एसिड के रूप में जाना जाता है (H2SO4) धुंध जिसे हटाना बहुत मुश्किल है। आम तौर पर, लगभग 1% सल्फर डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाएगा SO3. सल्फ्यूरिक एसिड की धुंध अक्सर नीली धुंध का कारण होती है जो अक्सर फ़्लू गैस के पंख के विलुप्त होने के रूप में दिखाई देती है। तेजी से, इस समस्या को गीले electrostatic precipitator के उपयोग से संबोधित किया जा रहा है।

FGD रसायन

मूल सिद्धांत

अधिकांश एफजीडी प्रणालियां दो चरणों को नियोजित करती हैं: एक फ्लाई ऐश हटाने के लिए और दूसरी SO2 निष्कासन। फ्लाई ऐश और दोनों को हटाने का प्रयास किया गया है SO2 एक स्क्रबिंग बर्तन में। हालांकि, इन प्रणालियों ने गंभीर रखरखाव समस्याओं और कम हटाने की दक्षता का अनुभव किया। गीले स्क्रबिंग सिस्टम में, फ़्लू गैस सामान्य रूप से पहले फ्लाई ऐश रिमूवल डिवाइस के माध्यम से गुजरती है, या तो एक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर या एक बैगहाउस, और फिर अंदर SO2-अवशोषक। हालांकि, शुष्क इंजेक्शन या स्प्रे सुखाने के संचालन में, SO2 पहले चूने के साथ प्रतिक्रिया की जाती है, और फिर फ़्लू गैस एक कण नियंत्रण उपकरण से गुजरती है।

गीले FGD सिस्टम से जुड़ा एक अन्य महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार यह है कि अवशोषक से निकलने वाली फ़्लू गैस पानी से संतृप्त होती है और इसमें अभी भी कुछ होता है SO2. 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 डिज़ाइन का उपयोग करना जो उपकरण को संक्षारक स्थितियों का सामना करने की अनुमति देता है। दोनों विकल्प महंगे हैं। इंजीनियर यह निर्धारित करते हैं कि साइट-दर-साइट आधार पर किस विधि का उपयोग किया जाए।

एक क्षार ठोस या समाधान के साथ घिसना

FGD के अवशोषक का आरेखीय डिज़ाइन

SO2 एक एसिड गैस है, और इसलिए, विशिष्ट सॉर्बेंट स्लरी या अन्य सामग्री को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है SO2 ग्रिप गैसों से क्षारीय हैं। a. के प्रयोग से गीले स्क्रबिंग में हो रही प्रतिक्रिया CaCO3 (चूना पत्थर) गारा कैल्शियम सल्फाइट पैदा करता है (CaSO3) और 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 भी पैदा करता 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 पैदा करता है MgSO3 (मैग्नीशियम सल्फाइट ) और सरलीकृत सूखे रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

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

FGD स्थापना की लागत को आंशिक रूप से ऑफसेट करने के लिए, कुछ डिज़ाइन, विशेष रूप से शुष्क शर्बत इंजेक्शन सिस्टम, 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 यह सिंथेटिक जिप्सम बनाया जाता है उसे मजबूर 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 सोडा (NaOH) अक्सर स्क्रब करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है SO2, सोडियम सल्फ़ाइट का उत्पादन:

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


FGD में प्रयुक्त गीले स्क्रबर्स के प्रकार

अधिकतम तरल-से-गैस अनुपात | गैस-तरल सतह क्षेत्र और निवास समय को बढ़ावा देने के लिए, कई गीले स्क्रबर डिज़ाइनों का उपयोग किया गया है, जिसमें स्प्रे टावर, वेंटुरिस, प्लेट टावर और मोबाइल भरा हुआ बिस्तर शामिल हैं। स्केल बिल्डअप, प्लगिंग या कटाव के कारण, जो FGD निर्भरता और अवशोषक दक्षता को प्रभावित करते हैं, प्रवृत्ति अधिक जटिल लोगों के बजाय स्प्रे टावर जैसे सरल स्क्रबर्स का उपयोग करने की 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 समतुल्य के लिए उच्च तरल-से-गैस अनुपात की आवश्यकता होती है SO2 अन्य अवशोषक डिजाइनों की तुलना में हटाना।

FGD स्क्रबर्स एक स्केलिंग अपशिष्ट जल का उत्पादन करते हैं जिसके लिए यू.एस. संघीय निर्वहन नियमों को पूरा करने के लिए उपचार की आवश्यकता होती है।[16] हालांकि, आयन-विनिमय झिल्ली और इलेक्ट्रोडायलिसिस सिस्टम में तकनीकी प्रगति ने हाल की ईपीए डिस्चार्ज सीमाओं 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: venturi scrubber

एक वेंचुरी स्क्रबर वाहिनी का एक 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 स्क्रबर

पैक्ड स्क्रबर में एक टावर होता है जिसके अंदर पैकिंग सामग्री होती है। यह पैकिंग सामग्री गंदी गैस और तरल के बीच संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन की गई काठी, अंगूठियों या कुछ अति विशिष्ट आकृतियों के आकार में हो सकती है। पैक्ड टावर आमतौर पर वेंटुरी स्क्रबर्स की तुलना में बहुत कम दबाव की बूंदों पर काम करते हैं और इसलिए संचालित करने के लिए सस्ते होते हैं। वे आम तौर पर उच्च पेशकश भी करते हैं SO2 हटाने की दक्षता। दोष यह है कि अगर निकास हवा की धारा में कण अधिक मात्रा में मौजूद हैं तो उनमें प्लग लगाने की प्रवृत्ति अधिक होती है।

स्प्रे टावर

Main article: spray tower

एक स्प्रे टॉवर सबसे सरल प्रकार का स्क्रबर है। इसमें स्प्रे नोजल के साथ एक टावर होता है, जो सतह के संपर्क के लिए बूंदों को उत्पन्न करता है। स्प्रे टावर आमतौर पर घोल को प्रसारित करते समय उपयोग किए जाते हैं (नीचे देखें)। एक वेंटुरी की उच्च गति से कटाव की समस्या पैदा होगी, जबकि एक भरा हुआ टॉवर प्लग हो जाएगा यदि यह घोल को प्रसारित करने की कोशिश करता है।

काउंटर-करंट पैक्ड टावरों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है क्योंकि चूने (खनिज) या चूना पत्थर स्क्रबिंग स्लरी का उपयोग किए जाने पर एकत्रित कणों या स्केल द्वारा प्लग करने की प्रवृत्ति होती है।

स्क्रबिंग अभिकर्मक

जैसा कि ऊपर बताया गया है, क्षारीय शर्बत का उपयोग ग्रिप गैसों को हटाने के लिए स्क्रबिंग के लिए किया जाता है SO2. उपयोग के आधार पर, दो सबसे महत्वपूर्ण चूना (खनिज) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक सोडा के रूप में भी जाना जाता है) हैं। चूने का उपयोग आमतौर पर 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 एक घोल फैल जाता है। यह उपकरण पर कठिन बना देता है। इस एप्लिकेशन के लिए आमतौर पर एक स्प्रे टॉवर का उपयोग किया जाता है। चूने के प्रयोग से कैल्शियम सल्फाइट (कैल्शियम सल्फाइट) का घोल बनता है।CaSO3) जिसका निस्तारण किया जाना है। सौभाग्य से, कैल्शियम सल्फाइट को उप-उत्पाद जिप्सम के उत्पादन के लिए ऑक्सीकृत किया जा सकता है (CaSO4·2H2O) जो भवन 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/बाइसल्फाइट (पीएच पर निर्भर करता है), या सोडियम सल्फेट का एक खर्चीला कास्टिक घोल तैयार करता है, जिसका निस्तारण किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए क्राफ्ट लुगदी 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 के रूप में भी जाना जाता है।

कुछ मायनों में इसे पानी से दूसरे चरण में एक 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 के निष्कर्षण के दौरान एक रासायनिक परिवर्तन होता है, यह मामला है कि रासायनिक अभिकर्मक के उपयोग के बजाय तापमान को बदलकर निष्कर्षण संतुलन को स्थानांतरित किया जाता है।

अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया के बाद गैस-चरण ऑक्सीकरण

IAEA द्वारा एक नई, उभरती हुई फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन तकनीक का वर्णन किया गया है।[18] यह एक विकिरण तकनीक है जहां इलेक्ट्रॉनों की एक तीव्र किरण को ग्रिप गैस में उसी समय निकाल दिया जाता है जब गैस में अमोनिया मिलाया जाता है। चीन में चेंडू पावर प्लांट ने 1998 में 100 मेगावाट के पैमाने पर ऐसी फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन यूनिट शुरू की थी। पोलैंड में पोमोर्ज़नी पावर प्लांट ने भी 2003 में एक समान आकार की यूनिट शुरू की थी और यह प्लांट सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड दोनों को हटाता है। बताया जा रहा है कि दोनों प्लांट सफलतापूर्वक काम कर रहे हैं।[19][20] हालांकि, औद्योगिक परिस्थितियों में निरंतर संचालन के लिए त्वरक डिजाइन सिद्धांतों और विनिर्माण गुणवत्ता में और सुधार की आवश्यकता है।[21] प्रक्रिया में किसी रेडियोधर्मिता की आवश्यकता या निर्माण नहीं होता है। इलेक्ट्रॉन बीम एक टीवी सेट में इलेक्ट्रॉन गन के समान उपकरण द्वारा उत्पन्न होता है। इस उपकरण को त्वरक कहा जाता है। यह विकिरण रसायन प्रक्रिया का एक उदाहरण है[20]जहां किसी पदार्थ को संसाधित करने के लिए विकिरण के भौतिक प्रभावों का उपयोग किया जाता है।

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


तथ्य और आँकड़े

इस खंड में जानकारी यूएस ईपीए द्वारा 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 स्क्रबर लगाए गए हैं। स्कॉटिश पावर लॉन्गनेट पावर स्टेशन पर FGD स्थापित करने के लिए £400 मिलियन खर्च कर रही है, जिसकी क्षमता 2,000 GW से अधिक है। ड्राई स्क्रबर और स्प्रे स्क्रबर आमतौर पर 300 मेगावाट से छोटी इकाइयों पर लागू किए गए हैं।

FGD को समुद्री जल प्रक्रिया का उपयोग करके दक्षिण वेल्स के एबरथॉ पावर स्टेशन में RWE npower द्वारा लगाया गया है और यह 1,580 मेगावाट संयंत्र पर सफलतापूर्वक काम करता है।

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

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

स्प्रे ड्रायिंग और ड्राई इंजेक्शन सिस्टम में, फ्ल्यू गैस को पहले स्थिरोष्म संतृप्त द्रव से लगभग 10–20 °C ऊपर ठंडा किया जाना चाहिए ताकि डाउनस्ट्रीम उपकरण पर गीले ठोस जमाव और बैगहाउस को प्लग करने से बचा जा सके।

पूंजी, संचालन और रखरखाव लागत प्रति छोटा टन SO2 हटाए गए (2001 अमेरिकी डॉलर में) हैं:

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

सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के वैकल्पिक तरीके

जलने के बाद ग्रिप गैसों से सल्फर को हटाने का एक विकल्प दहन से पहले या उसके दौरान ईंधन से सल्फर को निकालना है। उपयोग से पहले ईंधन तेल ों के उपचार के लिए ईंधन के हाइड्रोडीसल्फराइजेशन का उपयोग किया गया है। द्रवित बिस्तर दहन दहन के दौरान ईंधन में चूना जोड़ता है। चूना प्रतिक्रिया करता है SO2 सल्फेट ्स बनाने के लिए जो कोयला परख#ऐश का हिस्सा बन जाते हैं।

इस मौलिक सल्फर को तब अलग किया जाता है और अंत में प्रक्रिया के अंत में पुनः प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, कृषि उत्पादों में। सुरक्षा इस पद्धति के सबसे बड़े लाभों में से एक है, क्योंकि पूरी प्रक्रिया वायुमंडलीय दबाव और परिवेश के तापमान पर होती है। यह विधि Paqell द्वारा विकसित की गई है, जो Shell Global Solutions और Paques 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.
  3. ↑ 3.0 3.1 Biondo, S.J.; Marten, J.C. (October 1977). "A History of Flue Gas Desulphurization Systems Since 1850". Journal of the Air Pollution Control Association. 27 (10): 948–61. doi:10.1080/00022470.1977.10470518.
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