बायोगैस फिल्म विधि से शुद्धीकरण/परिशोधन प्रणाल

Thread Content

1. अनुप्रयोग क्षेत्र: बायोगैस फिल्म विधि से शुद्धीकरण हेतु उपयोग में आने वाले उपकरण, उन्नत “होलोफाइबर गैस विभाजन फिल्म” तकनीक का उपयोग करके बायोगैस (या डंपिंग गैस) से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने हेतु प्रयोग में आते हैं। ये उपकरण बायोगैस एवं कचरा-डंपिंग गैस के शुद्धीकरण हेतु उपयुक्त हैं। दलदली गैस को शुद्ध करने के बाद इसका उपयोग प्राकृतिक गैस के विकल्प के रूप में किया जा सकता है। इसमें मीथेन की सांद्रता 97% से अधिक होती है। संपीड़न/गैस जोड़ने वाले उपकरणों के द्वारा इस गैस पर दबाव डालकर 25 MPa मानक वाली CNG गैस तैयार की जा सकती है; या फिर इस गैस पर इतना दबाव डाला जा सकता है कि यह प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों के मानकों के अनुरूप हो जाए, ताकि इसे स्थानीय गैस पाइपलाइनों में भी इस्तेमाल किया जा सके। द्वितीय, कार्य सिद्धांत: झिल्ली-आधारित गैस शुद्धिकरण उपकरण, मिश्रित गैस में मौजूद विभिन्न घटकों के झिल्ली में प्रवेश की गति में अंतर होने की विशेषता के आधार पर विकसित किया गया है। चित्र 1 एवं चित्र 2 में, मिश्रित गैस में मौजूद विभिन्न घटकों के झिल्ली में चयनात्मक रूप से प्रवेश करने की प्रक्रिया दर्शाई गई है। गैसीय जल के मुख्य घटक मीथेन एवं कार्बन डाइऑक्साइड हैं। गैसीय जल को शुद्ध करने हेतु, इसमें मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड गैस को अलग कर दिया जाता है। चित्र से पता चलता है कि गैसीय जल में CO2 का प्रवेश-दर, CH4 गैस की तुलना में अधिक होती है। गैस-झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता के गुण का उपयोग करके, गैसीय जल में मौजूद CH4 एवं CO2 जैसे घटकों को तेजी से अलग किया जा सकता है; इस प्रकार गैसीय जल को शुद्ध किया जा सकता है। file:///C:/Users/ThinkPad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
चित्र 1: गैस अलगाव हेतु उपयोग में आने वाली झिल्लियों की चयनात्मक पारगम्यता।
चित्र 2: मीथेन एवं कार्बन डाइऑक्साइड गैसों को अलग करने हेतु झिल्ली-आधारित विधि।
चित्र 3 में दर्शाए गए अनुसार, इस प्रणाली में उपयोग होने वाले उपकरणों की संरचना सरल है; प्रारंभिक कंप्रेसर के अलावा कोई अन्य गैस-संबंधी उपकरण नहीं है। इसलिए इस प्रणाली में खराबी होने की संभावना कम है, एवं कुल ऊर्जा खपत भी कम है। file:///C:/Users/ThinkPad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg चित्र 3: मेम्ब्रेन विधि से गैस को शुद्ध करने हेतु प्रक्रिया-आरेख।
तीन, मेम्ब्रेन विभाजन तकनीक की विशेषताएँ:
ü प्रक्रिया सरल है; इसका संचालन आसान है। श्रमिकों की संख्या 50% से अधिक कम हो जाती है। ； इसकी निवेश एवं संचालन लागत कम है; रासायनिक अवशोषण विधि एवं दबावपूर्ण जल शुद्धीकरण विधि की तुलना में यह 15-25% कम है। ； इसका क्षेत्रफल कम है; इसमें मानक कंटेनरों का उपयोग किया जाता है, एवं इसे मॉड्यूलर तरीके से विस्तारित भी किया जा सकता है। ； इस उत्पाद की शुद्धता बहुत अधिक है; इसकी पुनर्प्राप्ति दर भी बहुत अधिक है। CH4 की शुद्धता ≥97% है, जबकि इसकी पुनर्प्राप्ति दर भी ≥97% है। ； इसमें सिंक्रोनस डिहाइड्रेशन की सुविधा है; इसलिए फ्रंट-एंड डिहाइड्रेशन की आवश्यकता नहीं है चौथा, गैसीय झिल्ली विधि से शुद्धिकरण हेतु आवश्यक उपकरणों की संरचना निम्नलिखित है: गैस संपीडन प्रणाली, झिल्ली से पहले गैस को शुद्ध करने हेतु प्रणाली, झिल्ली द्वारा गैसों को अलग करने हेतु प्रणाली, जैव-गैस को दबाव देने हेतु प्रणाली, एवं गैस में अतिरिक्त गैस मिलाने हेतु प्रणाली आदि। 4.1 बायोगैस संपीडन प्रणाली: मेम्ब्रेन सिस्टम के द्वारा इष्टतम अलगाव प्राप्त करने हेतु, कच्ची गैस को मेम्ब्रेन सिस्टम के कार्य हेतु आवश्यक प्रक्रिया-दबाव तक संपीडित करना आवश्यक है। इस प्रणाली में तेल-रहित संपीडन यंत्रों का उपयोग किया जाता है; इससे बायोगैस, संपीडन तेल के कारण दूषित नहीं होती, एवं मेम्ब्रेन विभाजन इकाई को शुद्ध गैस प्राप्त होती है। 4.2 झिल्ली-पूर्व गैस शुद्धिकरण प्रणाली: बायोगैस में मीथेन एवं कार्बन डाइऑक्साइड जैसी गैसों के अलावा, आमतौर पर कई प्रकार के तरल पदार्थ, ठोस कण एवं सूक्ष्मजीव जैसे अशुद्धियाँ भी होती हैं। गैस शुद्धिकरण प्रणाली, बायोगैस में मौजूद पानी, तेल, ठोस कण आदि अशुद्धियों को हटाकर, झिल्ली-आधारित अलगाव प्रणाली के संचालन हेतु आवश्यक शर्तों को पूरा करती है। गैस शुद्धिकरण प्रणाली, शुद्धिकरण उपकरणों के स्थिर रूप से कार्य करने हेतु आवश्यक है; साथ ही, यह मेम्ब्रेन-आधारित अलगाव प्रणालियों के जीवनकाल को भी बढ़ाने में मदद करती है। 4.3 झिल्ली-आधारित पृथक्करण प्रणाली: दुनिया की सबसे उन्नत आयातित झिल्ली-तकनीकों का उपयोग करके, बायोगैस में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड एवं जलवाष्प को अलग किया जाता है; इस प्रकार उच्च शुद्धता वाली मीथेन गैस प्राप्त होती है। वैज्ञानिक रूप से डिज़ाइन की गई बहु-चरणीय पृथक्करण प्रक्रिया के माध्यम से, मेम्ब्रेन-आधारित पृथक्करण प्रणाली के आउटलेट पर मीथेन की शुद्धता 97% से अधिक हो सकती है; साथ ही, मीथेन की पुनर्प्राप्ति दर भी 97% से अधिक हो सकती है। मेम्ब्रेन-आधारित पृथक्करण प्रणाली का उपयोग, गैस के शुद्धीकरण हेतु सर्वोत्तम परिणाम देता है; इसकी विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
ü अन्य भौतिक विधियों की तुलना में, इस विधि में गैस को पुनः प्राप्त करने की दर अधिक होती है। ； झिल्ली-आधारित पृथक्करण प्रणाली में कोई ऊर्जा खर्च नहीं होता, इसे पुनर्उत्पादित करने की आवश्यकता भी ； मेम्ब्रेन सेपरेशन सिस्टम में दबाव-नियंत्रण हेतु सुरक्षा उपकरण एवं इनलेट बंद करने हेतु व्यवस्था भी है। आपातकालीन स्थितियों में, फाइबर मेम्ब्रेन को सुरक्षित रखने हेतु इनलेट स्वचालित रूप से बंद हो जाता है। ； फिल्टर सेपरेशन सिस्टम के निकास बिंदु पर, एक-दिशात्मक वाल्वों का उपयोग प्रवाह के विपरीत दिशा में जल के बहने एवं अत्यधिक दबाव जैसी समस्याओं को रोकने हेतु क 4.4 जैव गैस दबाव वर्धन प्रणाली, शुद्धिकृत जैव गैस को वाहनों में उपयोग हेतु आवश्यक दबाव तक पहुँचाने हेतु उपयोग में आती है। इस प्रणाली में स्थिर एवं विश्वसनीय कंप्रेसरों का उपयोग किया जाता है; ऐसे कंप्रेसरों की मदद से जैव गैस को 25 MPa या अन्य उपयोग हेतु आवश्यक दबाव तक पहुँचाया जा सकता है। 4.5 गैसीकरण प्रणाली में एक गैसीकरण स्तंभ होता है; यह बायोगैस दबाव वर्धन प्रणाली द्वारा उत्पन्न उच्च दबाव वाली गैस को CNG संग्रहण वाहनों तक पहुँचाता है, ताकि वहाँ उस गैस को संग्रहीत किया जा सके। जब संग्रहण वाहनों में गैस का दबाव निर्धारित स्तर तक पहुँच जाता है, तो बायोगैस दबाव वर्धन प्रणाली स्वचालित रूप से गैस आपूर्ति बंद कर देती है। पाँच, तकनीकी मापदंड – मुख्य मॉडलों एवं उनके तकनीकी मापदंडों की सूची
क्रमांक | मॉडल एवं विनिर्देश | उपकरण के आयाम (L×B×H मीटर) | आयतन प्रवाह दर (m3/दिन) | कच्ची गैस CH4 की शुद्धता (%) | उत्पादित CH4 की शुद्धता (%) | CH4 की पुनर्प्राप्ति दर (%)
1 | TRJH-25 | 2500 m3/दिन | 12.3×2.4×2.5 मीटर | 2500 | 50-70 | ≥96.8 | ≥99.09
2 | TRJH-50 | 5000 m3/दिन | 12.3×2.4×2.5 मीटर | 5000 | 50-70 | ≥96.5 | ≥99.57
3 | TRJH-80 | 8000 m3/दिन | 12.3×2.4×2.5 मीटर | 8000 | 50-70 | ≥96.5 | ≥99.35
4 | TRJH-100 | 10000 m3/दिन | 2×12.3×2.4×2.5 मीटर | 10000 | 50-70 | ≥96.6 | ≥98.31

टिप्पणी: उपकरणों की व्यवस्था, वास्तविक आयतन प्रवाह दर, CO2 की मात्रा एवं अन्य संबंधित मापदंडों के आधार पर की जानी चाहिए। आवश्यकतानुसार, अतिरिक्त उपकरण एवं उपकरणों का उपयोग भी किया जा सकता है।