एलएनजी भंडारण टैंक से गैस निकालने हेतु म
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हमारा कारखाना एक साल से अधिक समय से बिना किसी समस्या के काम कर रहा है। इसमें मिश्रित शीतलकों का उपयोग करके ठंडक पैदा की जाती है। प्रतिदिन 6 लाख वर्ग मीटर वायु प्रवेश करने की योजना है, लेकिन अक्सर पूरी क्षमता से उत्पादन नहीं हो पाता। हाल ही में भंडारण टैंकों से लगातार गैस निकल रही है। इसके अलावा, आने वाली गैस का तापमान पिछले साल की तुलना में 3-4 डिग्री कम है। डिज़ाइन के अनुसार, कच्ची गैस में नाइट्रोजन की मात्रा 0.8% होनी चाहिए, लेकिन अब यह लगभग 1.5% है। पिछले साल भी यह मात्रा लगभग 1% ही थी। सबसे अजीब बात यह है कि भंडारण टैंक में गैस जाने वाले वाल्व के बाद का दबाव समय-समय पर कम हो जाता है। पहले यह दबाव हमेशा 1 किलोग्राम/वर्ग सेंटीमीटर रहता था, लेकिन अब यह 0.8 या 0.7 किलोग्राम/वर्ग सेंटीमीटर हो जाता है। जैसे ही दबाव कम होता है, भंडारण टैंक में मौजूद LNG का तापमान भी कम हो जाता है। लेकिन टैंक का दबाव बढ़ जाता है। वाल्व से पहले का दबाव 4.1 Mpa है। दोस्तों, कृपया बताइए कि इसका कारण क्या है।
भंडारण टैंक में दबाव कम होना, इस बात का संकेत है कि टैंक का कार्यात्मक दबाव भी कम हो गया है। संभवतः अत्यधिक मात्रा में वायु निकलने के कारण ही टैंक में दबाव कम हुआ है। साथ ही, दबाव कम होने के कारण वाष्पीकृत होने वाली गैसों की मात्रा भी बढ़ जाती है; जिससे BOG कंप्रेसर इस गैस को संसाधित करने में असमर्थ हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप भंडारण टैंकों में दबाव स्थिर नहीं रह पाता।
यह कारण नहीं हो सकता। जब टैंक को खाली नहीं किया जाता, तब भी तरल पदार्थ भरने का दबाव कम हो जाता है… इसमें कोई नियमितता नहीं है।
क्योंकि टैंक में जो तरल पदार्थ जाता है, उसका तापमान टैंक में पहले से मौजूद तरल पदार्थ के तापमान से कम होता है। इसका मतलब है कि जो तरल पदार्थ टैंक में जाता है, वह टैंक के तापमान को कम कर देता है। PV = NRT. जब टैंक में मौजूद गैसीय पदार्थ का तापमान कम हो जाता है, तो स्वाभाविक रूप से दबाव भी कम हो जाता है।
हमें पहले भी ऐसी समस्याओं का सामना करना पड़ा है। मोटे तौर पर, ऐसा इसलिए होता है क्योंकि टैंक में मौजूद BOG वाष्प को पुनः उपयोग में लाया जाता है, एवं इस वाष्प में नाइट्रोजन की मात्रा अधिक होती है; इस कारण पुनः प्राप्त होने वाली गैस में ज्यादातर नाइट्रोजन ही होता है। 4.1 Mpa के दबाव पर यह तरल अवस्था में होता है, लेकिन जब उत्पाद वाल्व के बाद दबाव लगभग 80 Kpa तक गिर जाता है, तो तरल नाइट्रोजन गैस में बदल जाता है। इस प्रक्रिया में ऊष्मा भी शोषित होती है, इसलिए LNG का तापमान लगभग -163°C तक गिर जाता है। उत्पाद वाल्व के बाद यह मिश्रित गैस-तरल अवस्था में होता है। बड़े टैंक में जल के दबाव में कमी आने से वाल्व के बाद का दबाव भी कम हो जाता है। वास्तव में, आप एक प्रयोग कर सकते हैं – BOG को पुनः उपयोग में लाने वाले कंप्रेसर को बंद कर दें (यानी BOG वाष्प को सीधे टॉर्च में ही छोड़ दें), एक घंटे बाद JT वाल्व के पहले एवं बाद के तापमानों की तुलना करें… तब आपको समझ में आ जाएगा।
तो, इस स्थिति को कैसे सुधारा जा सकता है? क्या कच्ची गैस में नाइट्रोजन की मात्रा को कम किया जा सकता है? क्या टैंक को ऊपर से ही तरल पदार्थ भरने वाले रूप में बदलकर BOG निकाला जाए? हमारा BOG पहले ही गैस सिस्टम में चला गया है; अब वह भंडारण टैंकों में तरल रूप में नहीं जा सकता। लेकिन डिज़ाइन के अनुसार, प्रति घंटे केवल लगभग 400 घन मीटर ही गैस निकाली जा सकती है… इतनी मात्रा में तो गैस निकालना ही संभव नहीं है। क्या ओवरकोल्ड सेक्शन से निकलने वाले तरल के तापमान को कम करना संभव है?
चूँकि आपका BOG सीधे गैस प्रणाली में ही जाता है, इसलिए उसमें नाइट्रोजन जमा नहीं होता। इसका मतलब है कि या तो कच्ची गैस में नाइट्रोजन की मात्रा बहुत अधिक है, या फिर भंडारण टैंकों की ऊष्मा-संरक्षण क्षमता ठीक नहीं है। (यह बात तब स्पष्ट हो जाती है, जब प्लांट बंद होने पर पाइपलाइनों में LNG का प्रवाह रुक जाता है।) कोल्ड बॉक्स के तापमान को कम करना भी एक विकल्प है, लेकिन इससे होने वाला नुकसान अधिक होगा; ऊर्जा-खपत भी बहुत बढ़ जाएगी। मेरी सलाह है कि आप एक और बड़ा कंप्रेसर लगाएं, ताकि प्रति घंटे कम से कम 1000 मीटर³ BOG निकाला जा सके।
टैंक की ऊष्मा-संरक्षण क्षमता में कोई समस्या नहीं है; जब तरल पदार्थ अंदर नहीं जाता, तो ऊर्जा की खपत बहुत कम होती है। डिज़ाइन के अनुसार, कच्ची गैस में नाइट्रोजन की मात्रा 0.8% होनी चाहिए; संचालन के दौरान 1.1% भी समस्या नहीं पैदा करता। हाल ही में गैस स्रोत स्थिर नहीं रह रहा है… कभी-कभी यह मात्रा 1.8% तक पहुँच जाती है, जबकि औसतन यह लगभग 1.5% ही रहती है। एक और BOG यूनिट लगाना संभव नहीं है… क्योंकि हमारे पास केवल एक ही बॉयलर है, थर्मल ऑयल के लिए भी एक ही उपकरण है, एवं जल निकालने हेतु भी प्राकृतिक गैस से चलने वाले ही उपकरण हैं। प्रति घंटे लगभग 400 क्यूबिक फीट ही गैस की आवश्यकता होती है। क्या कोई और तरीका है?
हमारे टैंकों में तापमान -167℃ तक पहुँच गया है। हर दिन कई बार उनमें से गैस निकालनी पड़ती है। पहले प्रति टन 1510 यूनिट ऊर्जा खर्च होती थी, लेकिन अब यह मात्रा लगभग 1600 यूनिट तक पहुँच गई है… यह वाकई परेशान करने वाली बात है। इनलेट में बदलाव करने से हालत थोड़ी बेहतर हुई।
आपका टन-प्रति-उपयोग कितना है? यहाँ प्रति टन 580 किलोवाट-घंटे बिजली की खपत होती है, जबकि गैस-तरल अनुपात 1360 मीटर³/टन है। ऐसी स्थिति में, यदि कारखाने के आसपास कोई व्यापारिक/नागरिक उपभोक्ता हैं, तो BOG को उन्हें ही दिया जा सकता है… सस्ते दामों पर भी।
गैस-तरल अनुपात इतना कम है? मेरे द्वारा कहा गया “टन-खपत” वास्तव में गैस-तरल अनुपात ही है; हमारे डिज़ाइन में यह मान 1500 है। लगता है कि इस समस्या का समाधान जल्दी में संभव नहीं है।