हमारे देश में औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा के पुनर्उपयोग संबंधी तकनीकों क

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वर्तमान में, हमारे देश में ऊर्जा के उपयोग संबंधी मुख्य समस्याएँ यह हैं – ऊर्जा का उपयोग दर कम है, आर्थिक लाभ कम है, एवं पर्यावरणीय दबाव बहुत अधिक है। ऊर्जा की बचत एवं उसका बेहतर उपयोग करना, हमारे देश की ऊर्जा संबंधी समस्याओं का समाधान है; इसलिए इसे प्राथमिकता दी जानी चाहिए। 　　ऊर्जा संरक्षण एवं उत्सर्जन में कमी लाने, तथा ऊर्जा के उपयोग की दक्षता में सुधार करने हेतु मुख्य रूप से औद्योगिक क्षेत्र पर ही निर्भरता हमारे देश के औद्योगिक क्षेत्र में ऊर्जा की खपत, देश की कुल ऊर्जा खपत का लगभग 70% है। प्रमुख औद्योगिक उत्पादों के निर्माण हेतु आवश्यक ऊर्जा की मात्रा, अंतरराष्ट्रीय स्तर की तुलना में लगभग 30% अधिक है। उत्पादन प्रक्रियाओं में पिछड़ापन एवं औद्योगिक संरचना में असंतुलन जैसे कारकों के अलावा, औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा का कम उपयोग भी ऊर्जा खपत बढ़ने का एक महत्वपूर्ण कारण है। हमारे देश में ऊर्जा का उपयोग केवल लगभग 33% ही है, जो विकसित देशों की तुलना में लगभग 10% कम है। कम से कम 50% औद्योगिक ऊर्जा विभिन्न रूपों में अतिरिक्त ऊष्मा के रूप में ही बर्बाद हो जाती है। इस प्रकार, दूसरे दृष्टिकोण से देखा जाए तो हमारे देश में औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा संसाधन बहुत ही प्रचुर मात्रा में उपलब्ध हैं; ये विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में उत्पादन प्रक्रियाओं के दौरान पैदा होते हैं। अतिरिक्त ऊष्मा संसाधन, कुल ईंधन खपत का लगभग 17% से 67% हिस्सा हैं। इनमें से 60% ऊष्मा को पुनः उपयोग में लाया जा सकता है। अतः अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग की संभावनाएँ बहुत ही अधिक हैं, एवं ऊर्जा बचाने की क्षमता भी बहुत ही अधिक है। औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा का पुनर्उपयोग “नई ऊर्जा” के रूप में माना जाता है, एवं हाल के वर्षों में यह हमारे देश में ऊर्जा संरक्षण एवं उत्सर्जन कम करने के प्रयासों में एक महत्वपूर्ण तत्व बन गया है। 　　औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा संसाधनों की विशेषताएँ:
अतिरिक्त ऊष्मा संसाधन, द्वितीयक ऊर्जा की श्रेणी में आते हैं। ये प्राथमिक ऊर्जा या ज्वलनशील पदार्थों के रूपांतरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं; या फिर ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न होने वाली ऊष्मा में से, किसी विशेष प्रक्रिया के पूरा होने के बाद शेष रहने वाली ऊष्मा ही होती है। तापमान के आधार पर, औद्योगिक अपशिष्ट ऊष्मा को सामान्यतः तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है – 600°C से अधिक की उच्च-तापमान वाली अपशिष्ट ऊष्मा, 300–600°C की मध्यम-तापमान वाली अपशिष्ट ऊष्मा, एवं 300°C से कम की निम्न-तापमान वाली अपशिष्ट ऊष्मा। स्रोत के आधार पर, औद्योगिक अपशिष्ट ऊष्मा को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है – धुएँ से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा, शीतलन माध्यम से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा, अपशिष्ट वाष्प/जल से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा, रासायनिक अभिक्रियाओं से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा, उच्च-तापमान वाले उत्पादों/अपशिष्ट पदार्थों से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा, एवं दहनशील अपशिष्ट गैसों/पदार्थों से उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा। 　　अवशिष्ट ऊष्मा संसाधनों के स्रोत विविध होते हैं, इनका तापमान-दायरा भी व्यापक होता है, एवं इनका अस्तित्व विभिन्न रूपों में होता है। उपयोग के दृष्टिकोण से, अवशिष्ट ऊष्मा संसाधनों में आमतौर पर निम्नलिखित विशेषताएँ होती हैं: प्रक्रियात्मक उत्पादन के दौरान चक्रीय/अनियमितताओं के कारण अवशिष्ट ऊष्मा की मात्रा अस्थिर रहती है; अवशिष्ट ऊष्मा वाहकों के गुण बहुत खराब होते हैं – जैसे कि धुएँ में धूल की मात्रा अधिक होती है या इसमें अपघर्षक पदार्थ भी होते हैं; अवशिष्ट ऊष्मा के उपयोग हेतु उपकरणों का उपयोग स्थान आदि प्राकृतिक परिस्थितियों द्वारा सीमित होता है। 　　इसलिए, औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा संसाधनों के उपयोग हेतु आवश्यक प्रणालियों/उपकरणों का संचालन वातावरण अपेक्षाकृत कठिन होता है। ऐसी प्रणालियों/उपकरणों में स्थिर संचालन संभव होना आवश्यक है; साथ ही, बदलती हुई प्रक्रियाओं के अनुकूल भी इनका संचालन संभव होना चाहिए। इन उपकरणों के घटकों की विश्वसनीयता भी उच्च होनी आवश आर्थिक दृष्टिकोण से, अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग हेतु संबंधित उपकरणों की दक्षता बढ़ाने हेतु, विनिर्माण प्रक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए पूरी प्रणाली का व्यवस्थित डिज़ाइन करना आवश्यक है। 　　औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग संबंधी तकनीकें – अतिरिक्त ऊष्मा का तापमान सीमित नहीं होता, एवं इसके ऊर्जा-वाहक भी विभिन्न रूपों में होते हैं। इसके अलावा, पर्यावरणीय परिस्थितियों, उत्पादन प्रक्रियाओं एवं स्थल की विशेष परिस्थितियों के कारण उपकरणों के रूप भी विभिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, वायु पूर्व-तापक, भट्टियों में ऊष्मा संग्रहण हेतु उपकरण, अतिरिक्त ऊष्मा आधारित बॉयलर, कम तापमान वाले टर्बाइन आदि। औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा के पुनर्उपयोग हेतु कई वर्गीकरण तरीके हैं। अतिरिक्त ऊष्मा संसाधनों के उपयोग के दौरान ऊर्जा के स्थानांतरण या रूपांतरण की विशेषताओं के आधार पर, देश में वर्तमान में उपयोग में आने वाली औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा उपयोग तकनीकों को ऊष्मा-आदान-प्रदान तकनीक, ऊष्मा-यांत्रिक रूपांतरण तकनीक, एवं अतिरिक्त ऊष्मा का उपयोग शीतलन/तापन हेतु करने वाली तकनीकों में विभाजित किया जा 　　1. ऊष्मा विनिमय तकनीक – अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग प्राथमिकता से इस प्रणाली के उपकरणों या प्रक्रिया में ही किया जाना चाहिए; ताकि ऊर्जा रूपांतरण की संख्या को न्यूनतम किया जा सके। अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग से उस ऊष्मा-ऊर्जा का रूप नहीं बदलता; बल्कि ऊष्मा-विनिमय उपकरणों के माध्यम से ही वह ऊष्मा-ऊर्जा सीधे उस प्रक्रिया में ही उपयोग में आ जाती है, जिसमें ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ऐसे उपकरणों को “ऊष्मा-विनिमय तकनीक” कहा जाता है। यह औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने का सबसे सीधा एवं कुशल तरीका है। इसके लिए विभिन्न प्रकार के ऊष्मा-विनिमय उपकरणों का उपयोग किया जाता है – जैसे पारंपरिक संरचनाओं वाले ऊष्मा-विनिमय उपकरण, थर्मल ट्यूब आधारित ऊष्मा-विनिमय उपकरण, एवं अतिरिक्त ऊष्मा से भाप उत्पन्न करने वाले उपकरण आदि। 　　(1) दीवार-आधारित ऊष्मा-अदलकरण यंत्र – औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले ऊष्मा-अदलकरण यंत्रों को, ऊष्मा-अदलन के सिद्धांत के आधार पर, मूल रूप से दीवार-आधारित ऊष्मा-अदलकरण यंत्र, मिश्रित-प्रकार के ऊष्मा-अदलकरण यंत्र, एवं ऊ इनमें से “मध्यवर्ती दीवार वाले” एवं “ऊष्मा संग्रहण वाले” उपकरण, औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा के पुनर्उपयोग हेतु आमतौर पर उपयोग में आने वाले उपकरण हैं। “मिश्रित प्रकार के ऊष्मा विनिमयक” ऐसे उपकरण हैं, जिनमें ठंडे एवं गर्म तरल पदार्थों के प्रत्यक्ष संपर्क या मिश्रण के माध्यम से ही ऊष्मा का हस्तांतरण होता है; जैसे कि औद्योगिक उत्पादन में प्रयोग होने वाले कूलिंग टावर, वॉशिंग टावर, वायवीय संघननकर्ता आदि। अतिरिक्त 　　इंटरकॉम्बस एक्सचेंजरों में मुख्य रूप से ट्यूबलर, प्लेट-टाइप एवं को-फ्लो एक्सचेंजर जैसे प्रकार होते हैं। ट्यूबलर एक्सचेंजरों की ऊष्मा-अदला-बदली क्षमता कम होती है; औसतन यह केवल 26%–30% ही होती है। इसके अलावा, इसकी संरचना अन्य प्रकार के एक्सचेंजरों की तुलना में कम मजबूत होती है, एवं धातु सामग्री की खपत भी अधिक होती है। हालाँकि, इसकी संरचना मजबूत होती है, इसकी उपयोगिता अधिक है, एवं इसमें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है। इसी कारण यह औद्योगिक क्षेत्रों में अपशिष्ट ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने हेतु सबसे अधिक उपयोग में आने वाला एक्सचेंजर है। धातुकर्म उद्योगों में 40% हीट एक्सचेंजर उपकरण, ट्यूबलर हीट एक्सचेंजर ही होते हैं। ऐसे उपकरणों में इनलेट पर धुएँ का तापमान 1,000℃ से अधिक हो सकता है; जबकि आउटलेट पर धुएँ का तापमान लगभग 600℃ होता है। औसत तापमान अंतर लगभग 300℃ होता है। 　　प्लेट-आधारित ऊष्मा-अदलकरण उपकरणों में फिन-युक्त प्लेट, सर्पिलाकार प्लेट, प्लेट-केस आधारित ऊष्मा-अदलकरण उपकरण आदि शामिल हैं। ट्यूब-आधारित ऊष्मा-अदलकरण उपकरणों की तुलना में, इनका ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक लगभग दोगुना होता है; इनकी ऊष्मा-स्थानांतरण दक्षता अधिक होती है, संरचना संकीर्ण होती है, ए धातुकर्म उद्योग में, छोटे एवं मध्यम आकार के उद्यम अक्सर प्लेट-टाइप एक्सचेंजरों का उपयोग दहन हेतु आवश्यक हवा को पूर्व-तापित करने हेतु करते हैं। ऊष्मा पुनर्प्राप्ति दर औसतन 28% से 35% होती है; इनलेट वायु का तापमान लगभग 700°C होता है, जबकि आउटलेट वायु का तापमान 360°C तक होता है। लेकिन प्लेट-आकार के एक्सचेंजरों के उपयोग हेतु आवश्यक तापमान एवं दबाव सीमाएँ, ट्यूब-आकार के एक्सचेंजरों की तुलना में अधिक होती हैं; इस कारण इनका उपयोग सीमित हो जाता है। 　　विभिन्न औद्योगिक भट्टियों से निकलने वाली उच्च तापमान वाली धुएँ की गर्मी को पुनः प्राप्त करने हेतु, अक्सर “समान-प्रवाह ऊष्मा-विनिमयक” का उपयोग किया जाता है। इनके मुख्य रूप से दो प्रकार हैं – विकिरण-प्रकार एवं संवहन-प्रकार। इनका उपयोग व्यापक रूप से किया जाता है; खासकर हीटिंग फर्नेसों आदि में धुएँ की अतिरिक्त गर्मी को पुनः प्राप्त करने, दहन हेतु आवश्यक हवा/ईंधन को पूर्व-तापित करने, एवं धुएँ की मात्रा एवं उसके तापमान को कम करने हेतु किया जाता है। सामान्य रूप से, रेडिएशन-आधारित हीट एक्सचेंजरों में प्रवेश करने वाली धुएँ की गैसों का तापमान 1,100°C से अधिक होता है; जबकि निकलने वाली धुएँ की गैसों का तापमान भी 600°C तक होता है। इस प्रक्रिया में दहन हेतु आवश्यक वायु को 400°C तक गर्म किया जा सकता है; इससे दहन प्रक्रिया बेहतर होती है। तापीय दक्षता 40% से अधिक होती है; लेकिन ऊष्मा पुनर्प्राप्ति दर कम होती है – औसतन 26% से 35% के बीच। 　　(2) थर्मल एनर्जी स्टोरेज हीट एक्सचेंजर – थर्मल एनर्जी स्टोरेज हीट एक्सचेंजरों का सिद्धांत यह है कि गर्म एवं ठंडे तरल पदार्थ, थर्मल एनर्जी स्टोरेज तत्वों से बारी-बारी से गुजरकर ऊष्मा का आदान-प्रदान करते हैं। ये अंतरालित रूप से कार्य करने वाले हीट एक्सचेंजर हैं; इनका उपयोग अंतरालित रूप से निकलने वाली अतिरिक्त ऊष्मा को पुनः उपयोग में लाने हेतु किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से उच्च तापमान वाले गैसीय माध्यमों के बीच ऊष्मा के आदान-प्रदान हेतु किया जाता है; जैसे कि हवा या अन्य पदार्थों को गर्म करने हेतु। 　　ऊष्मा संग्रहीत करने वाले माध्यम एवं ऊष्मा संग्रहण के तरीकों के आधार पर, ऊष्मा-संग्रहीत करने वाली ऊष्मा-अदला-बदली प्रणालियों को “स्पष्ट ऊष्मा-संग्रहण” एवं “चरण-परिवर्तन द्वारा ऊष्मा-संग्रहण” में ऊष्मा-संग्रहण का उपयोग लंबे समय से किया जा रहा है; सरल ऊष्मा-आदान उपकरणों में सामान्य रोटरी एक्सचेंजर शामिल हैं, जबकि जटिल उपकरणों में इस्पात निर्माण हेतु उपयोग में आने वाले थर्मल ब्लोस्ट फर्नेस जैसे उपकर चूँकि स्पष्ट ऊष्मा-संग्रहण हीट एक्सचेंज उपकरणों में ऊर्जा-संग्रहण की दक्षता कम होती है, इनका आकार बड़ा होता है, एवं इनमें संग्रहित ऊष्मा को स्थिर अवस्था में रखना संभव नहीं होता; इसलिए औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा के पुनर्उप फेज-ट्रांजिशन एनर्जी स्टोरेज हीट एक्सचेंज उपकरण, ऊष्मा संग्रहीत करने वाली सामग्री की स्वाभाविक ऊष्मा क्षमता एवं फेज-ट्रांजिशन दौरान उत्पन्न होने वाली ऊष्मा का उपयोग करके ऊर्जा को संग्रहीत/हस्तांतरित करते हैं। इन उपकरणों में ऊर्जा संग्रहण की घनत्व, सामान्य ऊष्मा संग्रहीत करने वाले उपकरणों की तुलना में कम से कम एक ऑर्डर ऑफ मैग्निट्यूड अधिक होती है। इस कारण, समान मात्रा में ऊष्मा संग्रहीत करने हेतु, फेज-ट्रांजिशन एनर्जी स्टोरेज हीट एक्सचेंज उपकरणों का आकार, पारंपरिक ऊष्मा संग्रहीत करने 　　इसके अलावा, ऊष्मा-निर्वहन स्थिर रहता है; ऊष्मा-आदान करने वाले माध्यम का तापमान लगभग स्थिर रहता है। इस प्रकार, ऊष्मा-आदान प्रणाली की कार्य-स्थिति भी स्थिर रहती है। यही चरण-परिवर्तन संबंधी ऊष्मा-भंडारण उपकरणों का एक अन्य लाभ है। चरण-परिवर्तन ऊर्जा भंडारण सामग्रियों को, उनके चरण-परिवर्तन तापमान के आधार पर, मुख्य रूप से उच्च-तापमान वाली एवं मध्य/निम्न-तापमान वाली सामग्रियों में विभाजित किया जाता है। उच्च-तापमान वाली सामग्रियों का चरण-परिवर्तन तापमान अधिक होता है, एवं इनमें चरण-परिवर्तन दौरान उत्पन्न ऊष्मा भी अधिक होती है। ऐसी सामग्रियाँ मुख्य रूप से विभिन्न अकार्बनिक लवणों, क्षारों, धातुओं एवं मिश्रधातुओं से बनती हैं; इन्हें 450–1,100°C या उससे अधिक तापमान पर ऊष्मा भंडारण हेतु उपयोग में लाया जाता है। दूसरी ओर, मध्य/निम्न-तापमान वाली सामग्रियाँ मुख्य रूप से क्रिस्टलीय जलयुक्त लवणों या कार्बनिक पदार्थों से बनती हैं; इन्हें निम्न-तापमान पर ऊष्मा भंडारण हेतु उपयोग में लाया जाता है। 　　(3) थर्मल ट्यूबों पर आधारित ऊष्मा-विनिमय उपकरण: थर्मल ट्यूब, ऊष्मा संचार हेतु एक अत्यंत कुशल उपकरण है। यह पूरी तरह से वैक्यूम में स्थित ट्यूबों में घटक पदार्थों के वाष्पीकरण एवं संघनन की प्रक्रियाओं, तथा द्वितीयक दीवारों के माध्यम से ऊष्मा का संचार करता है। यह ऊष्मा-संग्रहण एवं ऊष्मा-विनिमय उपकरणों को एक ही उपकरण में जोड़ने वाला उपकरण है। थर्मल ट्यूबों में ऊष्मा संचरण की क्षमता उत्कृष्ट होती है; पारंपरिक धातुओं से बने हीट एक्सचेंजरों की तुलना में इनका ऊष्मा संचरण गुणांक लगभग एक ऑर्डर तक अधिक होता है। इनमें समान तापमान बनाए रखने की क्षमता, तापमान को नियंत्रित करने की क्षमता, ऊष्मा संचरण की उच्च क्षमता, ठंडे एवं गर्म पक्षों पर ऊष्मा संचरण हेतु आवश्यक क्षेत्रफल को आसानी से बदलने की क्षमता, दूर स्थित स्थानों तक ऊष्मा संचरण करने की क्षमता, एवं किसी अतिरिक्त सहायक उपकरण की आवश्यकत हीट पाइपों के संचालन हेतु, विभिन्न उपयोग तापमानों के अनुसार उपयुक्त पाइप सामग्री एवं कार्यरत पदार्थ का चयन आवश्यक है। इनमें से, कार्बन स्टील-पानी आधारित गुरुत्वाकर्षण ताप नलियों की संरचना सरल होती है; इनकी कीमत कम होती है, निर्माण भी आसान होता है, एवं इन्हें आसानी से लागू भी किया जा सकता है। इन्हीं कारणों से ऐसी ताप नलियों का व्यापक उपयोग हो रहा है। व्यावहारिक उपयोग में, हीट पाइपों का उपयोग 50 से 400°C के तापमान पर किया जाता है। इनका उपयोग ड्रायरों, सिंथेसिस फर्नेसों एवं ओवनों में ऊष्मा के पुनर्उपयोग या अपशिष्ट भाप के उपयोग हेतु किया जाता है; साथ ही बॉयलरों या भट्टियों में वायु को पूर्व-तापित करने हेतु भी इनका उपयोग किया जाता है। 　　(4) अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलर – भाप उत्पन्न करने हेतु अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलरों का उपयोग किया जाता है। अवशिष्ट ऊष्मा को पुनः प्राप्त करना, ऊर्जा के उपयोग की दक्षता बढ़ाने हेतु एक महत्वपूर्ण तरीका है। धातु उद्योग में लगभग 80% धुएँ से उत्पन्न होने वाली अवशिष्ट ऊष्मा को अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलरों के माध्यम से ही पुनः प्राप्त किया जाता है; इससे ऊर्जा की ब 　　अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलर में कोई दहन प्रक्रिया नहीं होती; बल्कि उच्च तापमान वाली धुएँ की गैसों, रासायनिक अभिक्रियाओं से उत्पन्न ऊष्मा, ज्वलनशील गैसों से उत्पन्न ऊष्मा, एवं उच्च तापमान वाले उत्पादों से उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग करके भाप या गर्म पानी उत्पन्न किया जाता है। इस भाप/गर्म पानी का उपयोग औद्योगिक प्रक्रियाओं में या ऊष्मा आपूर्ति हेतु किया जाता है। साथ ही, अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलर निम्न-तापमान वाली भाप टर्बाइन विद्युत उत्पादन प्रणाली में एक महत्वपूर्ण उपकरण है; यह भाप टर्बाइन जैसी यांत्रिक उपकरणों को कार्य करने हेतु आवश्यक भाप प्रदान करता है। 　　व्यावहारिक उपयोग में, 350–1,000℃ के उच्च तापमान वाली धुएँ की गर्मी का उपयोग करने हेतु रीजनरेटिव बॉयलरों का ही उपयोग किया जाता है। कोयला-आधारित बॉयलरों की तुलना में, इनका संचालन तापमान कम होता है; इसलिए इनकी दक्षता भी कम होती है। चूँकि अवशिष्ट ऊष्मा वाली गैसों में धूल की मात्रा अधिक होती है एवं इनमें अनेक अपघर्षक पदार्थ भी होते हैं, इसलिए इससे बॉयलर में राख जमना, अपघर्षण एवं क्षरण जैसी समस्याएँ उत्पन्न होने की संभावना अधिक रहती है। अतः राख जमने एवं अपघर्षण को रोकना, अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलर के डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण बिंदु है। सीधे प्रवाह वाली भट्ठी, बड़े आयतन वाला कैविटी वाला विकिरण शीतन कक्ष, सीलबंद भट्ठी की दीवारें, धूल नियंत्रण कक्ष, एवं अनेक कंपन/धूल हटाने वाले उपकरण – ये सभी ऐसी संरचनात्मक व्यवस्थाएँ हैं जिन्हें अपशिष्ट ऊष्मा बॉयलरों में धूल एवं क्षरण की समस्याओं को दूर करने हेतु अपनाया गया है। इसके अलावा, उत्पादन स्थल के स्थानीय प्रतिबंधों के कारण, अवशिष्ट ऊष्मा बॉयलर में ऊष्मा-विनिमय घटकों को प्रक्रियात्मक प्रवाह के विभिन्न भागों में अलग-अलग स्थापित किया जाता है; न कि सामान्य बॉयलरों की तरह इन्हें एक साथ इकट्ठा किया जाता है। 　　पिछले दस वर्षों में, ऊर्जा संरक्षण एवं उत्सर्जन कम करने संबंधी प्रयासों के कारण, देश की प्रमुख अतिरिक्त ऊष्मा बॉयलर डिज़ाइन/निर्माण कंपनियों का विकास तेज़ हुआ है। अतिरिक्त ऊष्मा बॉयलर, बड़े आकार एवं उच्च मापदंडों वाले रूप में विकसित हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, रंगीन धातु विज्ञान उद्योग में प्रति घंटे 50 टन जल वाष्पीकरण क्षमता वाले, 4.2 मेगापास्कल दबाव वाले अतिरिक्त ऊष्मा बॉयलर; जबकि इस्पात विज्ञान उद्योग में प्रति घंटे 100 टन जल वाष्पीकरण क्षमता वाले, 12.5 मेगापास्कल दबाव वाले अतिरिक्त ऊष्मा बॉयलर उपयोग में आ रहे हैं। इसके अलावा, बॉयलर में ऊष्मा संचरण की दक्षता को और बढ़ाना, ऊष्मा के उपयोग की दर को बेहतर बनाना, राख एवं क्षय जैसी समस्याओं को कम करना – ये सभी बातें अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करने वाले बॉयलरों में तकनीकी प्रगति के मुख्य उद्देश्य हैं। इसके लिए बॉयलर की कार्यप्रणाली, ऊष्मा प्राप्त करने वाली संरचनाओं, बॉयलर के अंदर की धुएँ की गति संबंधी व्यवस्थाओं, एवं राख हटाने की प्रक्रियाओं में सुधार करना आवश्यक है। 　　2. ऊष्मा-शक्ति रूपांतरण प्रौद्योगिकी – ऊष्मा-आदान प्रौद्योगिकी में, तापमान को कम करके अवशिष्ट ऊष्मा को ऊर्जा के रूप में पुनः प्राप्त किया जाता है। यह एक ऐसी विधि है जिसमें ऊष्मा का उपयोग कम स्तर पर ही किया जाता है; इसलिए यह प्रक्रियाओं या उद्यमों की विद्युत आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती। इसके अलावा, बड़ी मात्रा में उपलब्ध मध्यम-कम तापमान वाली अतिरिक्त ऊष्मा संसाधनों को ऊष्मा-आदान प्रौद्योगिकियों के द्वारा पुनः प्राप्त करने से कोई खास लाभ नहीं होता अतः, थर्मल-मेकानिकल रूपांतरण तकनीकों का उपयोग करके अतिरिक्त ऊष्मा की गुणवत्ता में सुधार करना, औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने हेतु एक और महत्वपूर्ण तक 　　कार्यपदार्थ के आधार पर, ऊष्मा-शक्ति रूपांतरण तकनीकों को पारंपरिक “जल-आधारित स्टीम टर्बाइन विद्युत उत्पादन तकनीक” एवं “कम क्वथनांक वाले कार्बनिक कार्यपदार्थों आधारित विद्युत उत्पादन तकनीक” में विभाजित किया जा सकता है। चूँकि कार्यरत माध्यमों के गुणों में उल्लेखनीय भिन्नता होती है, इसलिए संबंधित अवशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति प्रणालियों एवं उपकरणों की संरचना भी अलग-अलग होती है। वर्तमान में, इसका मुख्य उपयोग पानी को कार्यमाध्यम के रूप में उपयोग करके, अतिरिक्त ऊष्मा से चलने वाले बॉयलरों एवं स्टीम टर्बाइनों/एक्सपेंशन इंजनों का उपयोग करके कम तापमान वाली टर्बाइनों के माध्यम से बिजली उ 　　कम तापमान वाले टर्बाइनों के द्वारा बिजली उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाला अतिरिक्त ऊष्मा स्रोत, मुख्य रूप से 350℃ से अधिक तापमान वाली गर्म गैसें हैं; जैसे कि काँच, सीमेंट आदि निर्माण सामग्रियों के उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाली भट्टियों से निकलने वाली गैसें, या पहले उपयोग करने के बाद 400–600℃ तक ठंडी हो चुकी गैसें। ऐसी टर्बाइनों की क्षमता कुछ मेगावाट से लेकर कई दस मेगावाट तक होती है। इसमें इस्पात उद्योग में ऑक्सीजन बेस्ड भट्टियों से निकलने वाली अतिरिक्त ऊष्मा से बिजली उत्पादन, सीमेंट उद्योग में कम तापमान वाली अतिरिक्त ऊष्मा से बिजली उत्पादन आदि शामिल है। लेकिन अतिरिक्त ऊष्मा संसाधनों के तापमान स्तर को देखते हुए, यह तकनीक मध्यम-उच्च तापमान वाली अतिरिक्त ऊष्मा आधारित बिजली उत्पादन तकनीक है। 　　इसके अलावा, प्रक्रिया-प्रवाह से अतिरिक्त ऊष्मा-बॉयलरों या ऊष्मा-आदानकर्ताओं के माध्यम से प्राप्त होने वाली बड़ी मात्रा में भाप में से, लगभग 1 मेगापास्कल दबाव वाली कम-दबाव वाली संतृप्त भाप या गर्म पानी का ही बड़ा हिस्सा होता है; इसलिए इस अतिरिक्त भाप को अक्सर व्यर्थ ही छोड़ दिया जाता है। वर्तमान में, ऐसी कम दबाव वाली संतृप्त भाप से ऊर्जा उत्पन्न करने हेतु मुख्य रूप से स्क्रू एक्सपेंशन इंजन तकनीक का उपयोग किया जाता है। इस तकनीक की विशेषताएँ निम्नलिखित हैं: इसमें विभिन्न प्रकार के ऊष्मा स्रोतों का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जा सकता है; यह अतितापित भाप, संतृप्त भाप, भाप-तरल मिश्रण, साथ ही धुआँ, दूषित गर्म पानी, गर्म तरल पदार्थ आदि के लिए भी उपयुक्त है। इसकी संरचना सरल एवं संकीर्ण है; इसकी गति स्वचालित रूप से नियंत्रित की जा सकती है, इसकी आयु लंबी है एवं कंपन कम होता है। इसमें तरल पदार्थों की गति कम होती है; लीकेज के कारण होने वाले नुकसान के अलावा, अन्य कोई ऊर्जा हानि नहीं होती, इसलिए इसकी दक्षता अधिक है। यह डबल-रोटर वाली तकनीक है; इसके कारण कटाव प्रभाव उत्पन्न होता है, जिससे यह स्वचालित रूप से स्वच्छ हो जाता है एवं इसमें जमा हुई गंदगी भी दूर हो जाती है। 　　स्क्रू एक्सपेंशन इंजन, वॉल्यूमेट्रिक एक्सपेंशन इंजनों की श्रेणी में आता है। इसकी एक्सपेंशन क्षमता सीमित होने के कारण, स्क्रू एक्सपेंशन इंजन को सीधे चलाने हेतु आवश्यक ऊर्जा स्रोतों में 0.15–3.0 मेगापास्कल दबाव एवं 300°C से कम तापमान वाली भाप, या 0.8 मेगापास्कल से अधिक दबाव एवं 170°C से अधिक तापमान वाला गर्म पानी आदि शामिल हैं। संरचनात्मक विशेषताओं के कारण, स्क्रू एक्सपेंशन इंजनों की क्षमता सीमित होती है; अधिकांश इंजनों की क्षमता 1,000 किलोवाट से कम होती है। ऐसे इंजनों का उपयोग मुख्य रूप से छोटे पैमाने पर उपलब्ध अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग हेतु किया जाता है। 　　3. शीतलन/तापन प्रौद्योगिकियाँ
(1) अतिरिक्त ऊष्मा का उपयोग करके शीतलन प्रौद्योगिकी
पारंपरिक संपीडन-आधारित शीतलन प्रणालियों की तुलना में, अवशोषण-आधारित या अभिसरण-आधारित शीतलन प्रणालियाँ सस्ती ऊर्जा एवं कम गुणवत्ता वाली ऊष्मा का उपयोग करके बिजली की खपत को कम कर सकती हैं; इससे बिजली की कमी की समस्या दूर हो जाती है। ऐसी प्रणालियों में प्राकृतिक शीतलकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें ओजोन परत को नुकसान पहुँचाने वाले क्लोरोफ्लोरोकार्बन यौगिक नहीं होते। इस प्रकार ऐसी प्रणालियाँ बिजली बचाने एवं पर्यावरण की रक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। 20वीं शताब्दी के अंत में ऐसी प्रणालियों का व्यापक रूप से उपयोग किया गया। 　　अवशोषणीय एवं आकर्षणीय शीतलन तकनीकों में ऊष्मा-चक्र संबंधी विशेषताएँ लगभग समान होती हैं; दोनों ही तकनीकों में “उत्पन्न होना – संघनन – वाष्पीकरण – अवशोषण” जैसी प्रक्रियाएँ होती हैं। लेकिन अवशोषणीय शीतलन तकनीक में अवशोषक पदार्थ तरल होता है, जबकि शीतलन पदार्थ अमोनिया-पानी, लिथियम ब्रोमाइड-पानी जैसे घोल होते हैं। उत्पन्न होने एवं अवशोषण की प्रक्रियाएँ जनरेटर एवं अवशोषक उपकरणों के माध्यम से होती हैं। आकर्षणीय शीतलन तकनीक में अवशोषक पदार्थ आमतौर पर ठोस होता है; अवशोषण की प्रक्रिया भौतिक अवशोषण एवं रासायनिक अवशोषण के रूप में होती है। ऐसी प्रक्रियाओं में आमतौर पर आणविक छलनी-पानी, कैल्शियम क्लोराइड-अमोनिया जैसे पदार्थों का उपयोग किया जाता है। विघटन एवं अवशोषण की प्रक्रियाएँ अवशोषक उपकरणों के माध्यम से ही होती हैं। 　　लिथियम ब्रोमाइड वाले जलीय घोल को शीतलन पदार्थ के रूप में उपयोग करने वाली अवशोषण-आधारित शीतलन प्रणालियों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। आम तौर पर 80–250°C तापमान वाले ठंडे ऊर्जा स्रोतों का उपयोग किया जा सकता है। लेकिन चूँकि इसमें पानी ही शीतलन पदार्थ के रूप में उपयोग में आता है, इसलिए केवल 0°C या 5°C से अधिक तापमान पर ही शीतलन संभव है। ऐसी प्रणालियों का उपयोग मुख्य रूप से वायु नियंत्रण या औद्योगिक उद्देश्यों हेतु किया जाता है। शीतलन पदार्थ के ऊष्मा-गुणों एवं ऊष्मा-संचालित प्रणालियों की कार्यप्रणाली के आधार पर इन प्रणालियों की ऊर्जा-दक्षता में बहुत अंतर होता है। वास्तविक उपयोग में ऐसी प्रणालियों की ऊर्जा-दक्षता आम तौर पर 2 से अधिक नहीं होती; जो कि संपीडन-आधारित शीतलन प्रणालियों की तुलना में बहुत कम है। लेकिन ऐसी इकाइयाँ, कम तापमान वाली औद्योगिक अतिरिक्त ऊर्जा, सौर ऊर्जा, भू-तापीय ऊर्जा आदि जैसी कम गुणवत्ता वाली ऊर्जाओं का उपयोग कर सकती हैं; इस प्रकार उन्हें उच्च गुणवत्ता वाली विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता नहीं पड़ती। औद्योगिक अतिरिक्त ऊर्जा के उपयोग के मामले में अवशोषणीय अतिताप शीतलन इकाइयों की शीतलन दक्षता बहुत अधिक होती है; इनका उपयोग बड़े पैमाने पर ऊष्मा के पुनर्उपयोग हेतु किया जाता है। इनकी शीतलन क्षमता कुछ दसियों किलोवाट से लेकर कई मेगावाट तक हो सकती है। देश में इनका बड़े पैमाने पर उपयोग किया जा रहा है। यह तकनीक परिपक्व है, एवं इन उत्पादों के मानक एवं प्रकार भी विविध हैं। 　　अधिशोषण आधारित शीतकरण यंत्रों में उपयोग होने वाले शीतकरण माध्यमों के कई प्रकार हैं; जैसे – भौतिक अधिशोषण माध्यम, रासायनिक अधिशोषण माध्यम एवं संयुक्त अधिशोषण माध्यम। इन यंत्रों के लिए उपयुक्त ऊष्मा स्रोतों का तापमान-दायरा भी व्यापक है। इन यंत्रों में विलयन पंप या आसवन उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती। इसके अलावा, इन यंत्रों में शीतकरण माध्यम के प्रदूषण, लवणीय विलयनों के क्रिस्टलीकरण एवं धातुओं पर क्षरण जैसी समस्याएँ भी नहीं होतीं। अवशोषणीय शीतलन प्रणाली की संरचना सरल होती है; इसमें कोई शोर नहीं होता, एवं यह प्रदूषण भी नहीं फैलाती। इसका उपयोग कंपन वाले वातावरणों में, जैसे कारों एवं जहाजों में, किया जा सकता है। हालाँकि, इसकी शीतलन दक्षता कम होती है; आमतौर पर इसका प्रदर्शन गुणांक 0.7 से कम ही होता है। निर्माण प्रक्रिया की सीमाओं के कारण इसकी शीतलन क्षमता कम होती है, एवं यह आमतौर पर कुछ सौ किलोवाट से कम ही होती है। इसलिए यह कम ऊष्मा वाली ऊर्जा के पुनर्उपयोग हेतु, या कोल्ड-हीट-इलेक्ट्रिसिटी उत्पादन प्रणालियों में उपयोग हेतु अधिक उपयुक्त है। 　　(2) थर्मल पंप तकनीक – औद्योगिक उत्पादन के दौरान, पर्यावरणीय तापमान से थोड़ा अधिक तापमान वाली बड़ी मात्रा में अपशिष्ट ऊष्मा उत्पन्न होती है (30–60℃); जैसे कि औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाला पानी, तेल क्षेत्रों से निकलने वाला अपशिष्ट जल आदि। ऐसे अपशिष्ट ऊर्जा स्रोतों को पुनः प्राप्त करने हेतु थर्मल पंप तकनीक का उपयोग किया जाता है। 　　थर्मल पंप, उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा (विद्युत ऊर्जा, यांत्रिक ऊर्जा या उच्च तापमान वाली ऊष्मा ऊर्जा) का उपयोग करके, कूलिंग मशीनों के ऊष्मीय चक्र के माध्यम से, कम तापमान वाले स्रोतों से ऊष्मा को 50°C से अधिक तापमान वाले गर्म पानी में “पंप” कर देता है। इससे औद्योगिक, कृषि, वाणिज्यिक उद्देश्यों हेतु आवश्यक गर्म पानी, डिस्टिलेशन/संघनन, सुखाने या भवनों के तापन हेतु आवश्यक गर्म पानी प्राप्त किया जा सकता है। वर्तमान में, हीट पंप यूनिटों का ऊष्मा उत्पादन गुणांक 3 से 5 के बीच है; अर्थात् 1 किलोवाट विद्युत ऊर्जा का उपयोग करके 3 से 5 किलोवाट ऊष्मा प्राप्त की जा सकती है। निश्चित परिस्थितियों में, यह वातावरण के तापमान से थोड़ी अधिक तापमान वाले अपशिष्ट जल की ऊष्मा का उपयोग करने हेतु एक आर्थिक रूप से व्यवहार्य तकनीक है। 　　वर्तमान में विकसित एवं निर्मित किए जा रहे अधिकांश हीट पंप, संपीडन-प्रकार के हीट पंप हैं। मध्यम आकार के हीट पंपों पर अभी विकास कार्य चल रहा है, जबकि बड़े आकार के हीट पंप अभी संपीडन आधारित थर्मल पंपों में, जल-स्रोत आधारित थर्मल पंप तकनीक का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग बिजली उत्पादन संयंत्रों या परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग होने वाले पानी की गर्मी को पुनः प्राप्त करने हेतु, साथ ही रंगाई-छपाई, फार्मास्यूटिकल आद उदाहरण के लिए, बिजली संयंत्रों में चक्रीय जल का उपयोग ऊष्मा स्रोत के रूप में किया जाता है। हीट पंपों की मदद से बॉयलर में इस्तेमाल होने वाले जल का तापमान 15℃ से बढ़ाकर 50℃ कर दिया जाता है। इससे बॉयलरों को कोयले की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे ऊर्जा की बचत होती है। 　　संक्षेप में, अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग हेतु विभिन्न प्रकार के तकनीकी उपकरण उपलब्ध हैं; लेकिन इन सभी के लिए कुछ न कुछ विशेष शर्तें होती हैं। इंडस्ट्रियल अतिरिक्त ऊष्मा के तापमान, ऊष्मा की मात्रा, उत्पादन संबंधी परिस्थितियों, उत्पादन प्रक्रियाओं, एवं आंतरिक/बाहरी ऊर्जा आवश्यकताओं को ध्यान में रखकर ही अतिरिक्त ऊष्मा के उपयोग हेतु उपयुक्त विधि का चयन किया जाना चाहिए। 　　कार्बनिक माध्यमों पर आधारित कम तापमान वाली औद्योगिक अतिरिक्त ऊष्मा से ऊर्जा उत्पादन तकनीकें
1. कम तापमान वाला कार्बनिक रैंकिन सर्किट
200℃ से कम तापमान वाली बड़ी मात्रा में उपलब्ध अतिरिक्त ऊष्मा का उपयोग वर्तमान में भाप या गर्म पानी की प्रणालियों के माध्यम से प्रभावी ढंग से नहीं किया जा सकता। ऐसी स्थितियों में, आर्थिक रूप से व्यवहार्य कार्बनिक रैंकिन सर्किट तकनीकों का उपयोग करना ही उचित है। 　　जैविक माध्यमों के आधार पर निम्न तापमान पर औद्योगिक अपशिष्ट ऊष्मा से बिजली उत्पन्न करने की तकनीक, ऊष्मा-यांत्रिक ऊर्जा रूपांतरण ऑर्गेनिक रैंकिन सर्कुलेशन, कम उबलने वाले अकार्बनिक पदार्थों को कार्यपदार्थ के रूप में उपयोग करने वाला रैंकिन सर्कुलेशन है। इसका सिद्धांत, सामान्य भाप ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों के ऊष्मीय चक्रों के समान ही है; केवल कार्यपदार्थ अलग है। इस प्रणाली में संरचना अधिक सरल एवं संकीर्ण होती है। इस विधि से ऊर्जा उत्पादन में, कम तापमान वाले वातावरण में उपलब्ध अतिरिक्त ऊष्मा का उपयोग करने में काफी लाभ है। अतिरिक्त ऊष्मा वाला पदार्थ, कार्यकारी पदार्थ के सीधे संपर्क में नहीं आता। कार्बनिक कार्यकारी पदार्थों का वाष्पीकरण आयतन कम होता है; पाइपों का आकार छोटा होता है, एवं टर्बाइनों का कार्यक्षेत्र भी छोटा होता है। इस कारण प्रति घन इकाई में उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा अधिक होती है। यह विधि, कम तापमान वाले वात 　　ऑर्गेनिक वाहक पदार्थ का चयन, ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र आधारित अपशिष्ट ऊष्मा विद्युत उत्पादन तकनीक में एक महत्वपूर्ण चरण है। आम तौर पर, कार्यकारी पदार्थ में निम्नलिखित गुण होने आवश्यक हैं: विद्युत उत्पादन की क्षमता अच्छी होनी चाहिए; ऊष्मा संचरण की क्षमता भी अच्छी होनी चाहिए; कार्यकारी पदार्थ के आलोचनात्मक मापदंड, सामान्य दबाव पर उबलने का तापमान आदि ऊष्मीय-भौतिक गुण उपयुक्त होने चाहिए; रासायनिक रूप से स्थिर होना चाहिए, अविघटित रहना चाहिए, कम अपघर्षक एवं कम विषाक्त होना चाहिए; पर्यावरण के अनुकूल होना चाहिए, आसानी से ज्वलनशील/विस्फोटक नहीं होना चाहिए; आर्थिक रूप से लाभदायक होना चाहिए, इसकी उपलब्धता अधिक होनी चाहिए एवं इसकी कीमत कम होनी चाहिए। लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, किसी भी कार्यकारी पदार्थ के लिए उपरोक्त सभी शर्तों को एक साथ पूरा करना कठिन है। इसके अलावा, अंतरराष्ट्रीय स्तर पर जैविक कार्यकारी पदार्थों के प्रति पर्यावरणीय आवश्यकताओं में निरंतर वृद्धि हो रही है; इसलिए उपलब्ध कार्यकारी पदार्थों में भी निरंतर परिवर्तन हो रहा है। अतः ऊष्मा स्रोत के प्रकार एवं तापमान के आधार पर ही निर्णय लेना आवश्यक है। 　　ऑर्गेनिक रैंकाइन चक्र आधारित विद्युत उत्पादन प्रणालियों में, हीट एक्सचेंजर, पंप एवं पाइपलाइन वाल्व आदि के डिज़ाइन एवं निर्माण हेतु रासायनिक एवं शीतलन उद्योगों में उपयोग होने वाले हीट एक्सचेंजरों से सहायता ली जा सकती है। जनरेटर तो मानक उत्पाद हैं; केवल टर्बाइन एक्सपेंडर के चयन एवं डिज़ाइन, तथा सीलिंग तकनीकों हेतु गैर-मानक डिज़ाइन आवश्यक है। आमतौर पर उपयोग में आने वाले टर्बाइन एक्सपेंडर्स में बहु-चरणीय अक्षीय प्रवाह वाले टर्बाइन होते हैं; ऐसे टर्बाइन उच्च तापमान, अधिक द्रव प्रवाह दर, एवं बड़ी क्षमता वाली स्थितियों में उपयोगी होते हैं। लेकिन इनकी आंतरिक दक्षता अपेक्षाकृत कम होती है, एवं इनकी निर्माण प्रक्रिया भी जटिल होती है। दूसरी ओर, रेडियल प्रवाह वाले टर्बाइनों की आंतरिक दक्षता अपेक्षाकृत अधिक होती है; इनकी संरचना सरल होती है, एवं निर्माण प्रक्रिया भी आसान होती है। लेकिन इनकी क्षमता कम होती है। विदेशों में अपशिष्ट ऊष्मा के उपयोग हेतु ऐसे टर्बाइनों का व्यापक उपयोग किया जाता है; ऐसे टर्बाइन उन स्थितियों में उपयोगी होते हैं जहाँ अपशिष्ट ऊष्मा की मात्रा कम होती है। 　　2. कालिना चक्र – यह एक शुद्ध ऑर्गेनिक रैंकाइन चक्र है। लेकिन, कार्यरत पदार्थ के समतापी वाष्पीकरण प्रक्रिया एवं वास्तविक तापमान-परिवर्तनशील ठंडे ऊष्मस्रोतों के बीच अच्छा सामंजस्य नहीं होता। इस कारण ऊष्मा-हस्तांतरण हेतु औसत तापांतर बहुत अधिक होता है, एवं अपरिवर्तनीय नुकसान भी अधिक होता है। कैलिना चक्र, अमोनिया-जल मिश्रण को कार्यकारी पदार्थ के रूप में उपयोग करने वाली एक ऊष्मीय चक्र प्रणाली है। इसका सबसे सरल रूप “एक-चरणीय आसवन चक्र” है; अर्थात्, निश्चित सांद्रता वाला अमोनिया-जल विलयन, पंप द्वारा दबाव में लाकर एवं प्रीहीटर द्वारा गर्म करने के बाद, अपशिष्ट ऊष्मा बॉयलर में भाप में परिवर्तित हो जाता है। यह अति-गर्म अमोनिया-जल वाष्प टर्बाइन में जाकर कार्य करती है। इसके बाद, जटिल आसवन/शीतलन प्रणाली के द्वारा अमोनिया-जल मिश्रण को पुनः ठंडा किया जाता है; ताकि टर्बाइन से निकलने वाली वाष्प से पुनः निश्चित सांद्रता वाला अमोनिया-जल विलयन तैयार हो सके। यह विलयन फिर पंप द्वारा आगे भेजा जाता है, और इस प्रकार एक चक्र पूरा होता है। 　　कैलिना चक्र में, वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान पदार्थ समान दबाव पर ही तापमान में परिवर्तन के साथ वाष्पीकृत होता है; इससे पदार्थ द्वारा ऊष्मा अवशोषित करने की प्रक्रिया में होने वाली अपरिवर्तनीयता कम हो जाती है। इसके अलावा, घनीकरण प्रक्रिया में उपयोग होने वाले पदार्थ में अमोनिया की मात्रा कम होने के कारण, मिश्रित पदार्थों के उपयोग से होने वाले ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र में होने वाले नुकसानों की समस्या भी दूर हो जाती ह सैद्धांतिक विश्लेषणों के अनुसार, कैलिना चक्र, शुद्ध ऊर्जा-स्रोतों पर आधारित ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र की तुलना में 15% से अधिक बेहतर प्रदर्शन देता है। लेकिन वास्तविक उपयोग में, अमोनिया-युक्त तरल पदार्थों के वाष्पीकरण की जटिल प्रक्रियाओं के कारण कैलिना चक्र इतना बेहतर प्रदर्शन नहीं दे पाता। 　　अध्ययनों से पता चलता है कि मध्यम एवं निम्न तापमान वाली अपशिष्ट ऊर्जा के पुनर्उपयोग में, विभिन्न प्रकार की अपशिष्ट ऊर्जा के लिए कालिना चक्र एवं रैंकिन चक्र दोनों के अपने-अपने फायदे हैं। लेकिन, जब तापमान एवं प्रवाह दर निश्चित हो, एवं अपशिष्ट ऊर्जा को पुनर्उपयोग के बाद एक निश्चित तापमान पर उत्पादन प्रक्रिया हेतु उपयोग में लाया जाता है, तो ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र आधारित निम्न तापमान अपशिष्ट ऊर्जा पुनर्उपयोग प्रणाली अधिक उपयुक्त होती है। 　　निष्कर्ष: वर्तमान में हमारे देश में मध्यम एवं उच्च तापमान वाली अपशिष्ट ऊष्मा के उपयोग की तकनीकों का प्रसार कम है; जबकि निम्न तापमान वाली अपशिष्ट ऊष्मा के उपयोग की तकनीकें अभी विकसित नहीं हुई हैं, इसलिए इनका उपयोग लगभग नहीं किया जा रहा है। अतः, औद्योगिक क्षेत्र में ऊर्जा संरक्षण एवं उत्सर्जन कम करने के प्रयासों को आगे बढ़ाने हेतु, एक ओर तो मध्यम एवं उच्च तापमान पर उत्पन्न अपशिष्ट ऊष्मा के उपयोग संबंधी तकनीकों का और अधिक प्रसार करना आवश्यक है; विशेष रूप से छोटे एवं मध्यम उद्यमों में अपशिष्ट ऊष्मा के उपयोग दर में वृद्धि करना आवश्यक है। इसके अलावा, पूरी प्रक्रिया प्रणाली एवं उससे संबंधित अपशिष्ट ऊष्मा उपयोग तकनीकों का भी अनुकूलन आवश्यक है। दूसरी ओर, तकनीकी विकास के दृष्टिकोण से, कम तापमान वाले ऑर्गेनिक रैंकिन सर्किट तकनीक, कम तापमान वाली औद्योगिक अपशिष्ट ऊर्जा, भू-तापीय ऊर्जा एवं सौर ऊर्जा का उपयोग करने हेतु एक किफायती एवं प्रभावी विकल्प है। लेकिन देश में अभी तक इस तकनीक पर नियंत्रण नहीं है। इसलिए, ऑर्गेनिक रैंकिन सर्किट जैसी कम तापमान वाली अपशिष्ट ऊर्जा से बिजली उत्पादन हेतु आवश्यक तकनीकों पर अधिक अनुसंधान करना, एवं इनके इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों को बढ़ावा देना, कम गुणवत्ता वाली अपशिष्ट ऊर्जा के उपयोग को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।