गैसीकरण के दौरान धूल हटाने संबंधी समस्याएँ

साइक्लोन सेपरेटर............................

फ्लो-बेड को साइक्लोन का उपयोग करके भी बनाया ज आमतौर पर इसे पानी से ही धोया जाता है; कभी-कभी सिरेमिक फिल्टर का भी उपयो

क्या आप अपने-अपने फायदों एवं नुकसानों के बारे में जानकारी स

शीतलन प्रक्रिया में: साइक्लोन सेपरेटर, वेंचुरी; इनके बाद धोने हेतु टॉवर का उपयोग किया जाता है।
बिना शीतलन प्रक्रिया के: सिरेमिक फिल्टर का उपयोग किया जाता है। BGL: विद्युत-आधारित टार-अलगाकरण उपकरण का उपयोग किया जाता है।

इस पोस्ट को अंतिम बार luoli519 द्वारा 2016-2-25 11:28 पर संपादित किया गया। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण विषय है। मैंने कुछ मालिकों की परियोजनाओं में गैसीकरण इकाइयों, रूपांतरण इकाइयों, शुद्धिकरण इकाइयों, संश्लेषण इकाइयों आदि संबंधी प्रौद्योगिकियों के लिए विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं एवं डिज़ाइनकर्ताओं को देखा है; इसलिए उचित संस्थान का चयन करना बहुत ही महत्वपूर्ण है। मुझे लगता है कि कुछ मुख्य संस्थानों (यहाँ तक कि प्रोजेक्ट मालिकों) में भी, पूरे प्रोजेक्ट को संभालने एवं विभिन्न तकनीकी डिज़ाइन इकाइयों के बीच समन्वय स्थापित करने हेतु पर्याप्त क्षमता नहीं है। उदाहरण के लिए, मुख्य संस्थानों की समग्र क्षमताएँ एवं प्रोजेक्ट डिज़ाइन/संचालन संबंधी अनुभव, विभिन्न तकनीकी डिज़ाइन इकाइयों की तुलना में कम हैं। यूनिट तकनीकी डिज़ाइन संस्थान, अपने डिज़ाइन/संचालन संबंधी जोखिमों को ध्यान में रखते हुए, आमतौर पर उस यूनिट में आने वाली इनपुट स्थितियों (अर्थात् पिछली यूनिट के आउटपुट परिणामों) के संबंध में काफी कठोर मांगें रखता है। मैंने कुछ परियोजनाओं से संबंधित गैसीकरण इकाइयों एवं रूपांतरण इकाइयों से जुड़ी तकनीकी जानकारियाँ भी देखी हैं। इन जानकारियों के अनुसार, रूपांतरण इकाई के लिए आवश्यक शर्त यह है कि गैस में मौजूद ठोस कणों की मात्रा 3 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से कम होनी चाहिए; साथ ही, तरल पदार्थों की मात्रा भी 1 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से अधिक नहीं होनी चाहिए। इसका कारण यह है कि वाष्पीकरण इकाई द्वारा उत्पन्न शुद्ध गैस में मौजूद धूल, प्री-ट्रांसफॉर्मेशन रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर जम सकती है; जिससे उस इकाई का सुचारू रूप से कार्य करना कठिन हो जाता है। जब मैं अतीत के उन वर्षों के बारे में सोचता हूँ, जब कोयले से सिंथेटिक अमोनिया एवं मेथनॉल बनाने की परियोजनाएँ चल रही थीं (3 लाख टन/वर्ष, 5 लाख टन/वर्ष, 8 लाख टन/वर्ष, 12 लाख टन/वर्ष), तो ऐसा लगता है कि उस समय इतनी सख्त आवश्यकताएँ नहीं रखी गई थीं। और रूपांतरण इकाई, चाहे निर्माण लागत के हिसाब से हो या संचालन लागत के हिसाब से, गैसीकरण इकाई की तुलना में कहीं बेहतर नहीं है। फिर ऐसी इकाई को जबरदस्ती इस्तेमाल करने की क्या आवश्यकता है? गैसीकरण इकाई से संबंधित कठोर आवश्यकताओं के कारण ही पूरी परियोजना की संचालन लागत बढ़ जाती है। फिर, प्री-ट्रांसफॉर्मेशन टॉवर के गैस इनलेट भाग में तो विभिन्न आकारों एवं ऊँचाइयों वाले सिरेमिक गेंदें होती हैं; कैटालिटिक रिएक्शन भाग में भी विभिन्न सक्रियता स्तरों वाले घटक होते हैं। क्या प्री-ट्रांसफॉर्मेशन टॉवर एवं मुख्य ट्रांसफॉर्मेशन टॉवर को मिश्रित प्रक्रिया के रूप में भी डिज़ाइन नहीं किया जा सकता? मालिक की भविष्य की परियोजनाओं के समग्र आर्थिक पहलुओं को ध्यान में रखते हुए, मेरा मानना है कि प्रतिस्पर्धात्मक तरीकों से इकाइयों की प्रक्रियाओं में सुधार करके, ऊपरी स्तर पर गैस आपूर्ति संबंधी कठिनाइयों को कम किया जा सकता है। चाहे कुछ भी हो जाए, मैं तो मकान का मालिक नहीं हूँ; मैं तो बस यूनिट प्रोसेसिंग पैकेजों का आपूर्तिकर्ता एवं डिज़ाइन संस्थान हूँ। तो, गैसीकरण इकाई संबंधी प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक सामग्रियों को आपूर्ति करने वाले एवं डिज़ाइन संस्थानों को कड़े आपूर्ति मानकों का पालन करना ही होगा। चाहे वह तीव्र शीतलन प्रक्रिया हो, गैर-तीव्र शीतलन प्रक्रिया हो, या तरल अपशिष्ट निकालने की प्रक्रिया हो… सभी में “शुष्क आधार पर गैसीय धूल एवं तरल बुलबुलों की मात्रा बहुत कम होनी आवश्यक है।” वॉश टावर, उच्च तापमान वाले फिल्टर, एवं इलेक्ट्रिक कैटालिस्ट (धूल एवं टार हटाने हेतु) – ये विभिन्न गैसीकरण प्रक्रियाओं में उत्पन्न होने वाली अपशिष्ट गैसों को नियंत्रित करने हेतु अंतिम चरण हैं। लेकिन स्पष्ट है कि केवल अंतिम चरणों पर ही “एक व्यक्ति ही सब कुछ नियंत्रित कर सकता है” जैसी स्थिति प्राप्त करना संभव नहीं है। क्योंकि वॉश टॉवर, सिरेमिक फिल्टर, इलेक्ट्रिक कैचर आदि तो “सूक्ष्म कार्यों” हेतु ही उपयोग में आते हैं; ये धूलयुक्त वायु प्रवाह को गहराई से शुद्ध करने हेतु उपयोग में आने वाले उपकरण हैं। यदि इनका उपयोग “मोटे कार्यों” हेतु भी किया जाए, तो परियोजना का संचालन बहुत ही अकुशल तरीके से होगा। तो, वह “कठिन काम” कैसे किया जाए? सिद्धांत यह है कि जब कोई समस्या दो तरीकों से हल की जा सकती है, तो उसे तीन तरीकों से हल करने की कोशिश नहीं की जानी चाहिए। क्योंकि उच्च तापमान वाली आर्द्र पद्धति से धूल हटाने हेतु न केवल बड़ी मात्रा में विलयनीय जल की आवश्यकता होती है, बल्कि ऊष्मा पुनर्प्राप्त करने हेतु भी विलयनीय जल ही आवश्यक होता ह “गीली विधि” से तो अधिकांश धूल एवं तरल पदार्थ हटा दिए जाते हैं; लेकिन ऐसी स्थिति में बाधा-प्रतिरोधक उपकरणों का उपयोग नहीं किया जा सकता (क्योंकि ऐसे उपकरण आसानी से अवरुद्ध हो जाते हैं)। इसके बजाय, उच्च तापमान वाली गैसों से बड़ी मात्रा में धूल एवं तरल पदार्थों को अलग करने हेतु गतिकीय सर्पिल विधियों का ही उपयोग किया जाता है। सर्कुलेटिंग फ्लो वाली गैस-ठोस (तरल) पृथक्करण तकनीक में, “मल्टी-फैक्टर सर्कुलेटिंग सेपरेटर” पारंपरिक साइक्लोन सेपरेटर की तुलना में पृथक्करण की सटीकता, गहराई, संचालन संबंधी लचीलापन, एवं उपकरणों के आकार जैसे मामलों में स्पष्ट लाभ प्रदान करता है। मेरे वर्षों के अनुभव एवं घरेलू/अंतरराष्ट्रीय स्तर पर सर्कुलेटिंग फ्लो विधि से गैस-ठोस (या तरल) अलगीकरण हेतु डिज़ाइन प्रक्रियाओं से संबंधित जानकारी के आधार पर, 5 माइक्रोमीटर आकार के ठोस कणों को 4N स्तर तक अलग करना संभव है; अर्थात् 5 माइक्रोमीटर एवं उससे बड़े आकार के कणों को 99.99% तक हटाया जा सकता है। लेकिन 3 माइक्रोमीटर एवं उससे छोटे आकार के कणों में “ब्राउनियन गुण” बहुत ही स्पष्ट होते हैं। कणों का आकार जितना छोटा होता है, उनके ब्राउनियन गुण उतने ही अधिक होते हैं; ऐसी स्थिति में उन्हें गतिकीय विधियों से अलग करना और भी कठिन हो जाता है। 3 माइक्रोमीटर या उससे कम आकार के कण, खासकर वे सूक्ष्म धूल कण जिनका सतही घनत्व बहुत कम होता है, एवं जो आपस में सतही तनाव के कारण एक साथ नहीं जुड़ पाते। गैसीय अवस्था से इसे अलग करने के प्रभावी तरीके कौन-कौन से हैं? पहला तरीका यह है कि सीधे ही उच्च तापमान वाले फिल्टरिंग उपकरणों का उपयोग किया जाए। इसमें प्रथम स्तर पर एक प्री-फिल्टर होता है, एवं द्वितीय स्तर पर एक उच्च-सटीकता वाला फिल्टर होता है। द्वितीय स्तर के फिल्टर से गुजरने के बाद, गैस में घुले हुए ठोस पदार्थों की मात्रा 3 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से कम होनी चाहिए; जबकि तरल पदार्थों की मात्रा 1 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से अधिक नहीं होनी चाहिए (प्रक्रिया संबंधी आवश्यकताएँ)। चूँकि फिल्टर कार्डों में धूल जमने की संभावना होती है, इसलिए नियमित रूप से उनको बदलना आवश्यक है। इसके लिए अतिरिक्त उपकरणों पर खर्च करना पड़ता है, साथ ही नियमित रूप से आवश्यक भागों की खरीद एवं रखरखाव हेतु भी खर्च आता है। विशेष रूप से, कोएग्युलेशन फिल्टर कार्डों की कीमत सामान्य फिल्टर कार्डों की तुलना में काफी अधिक होती है; इस कारण परियोजना के संचालन एवं रखरखाव हेतु बहुत अधिक खर्च आता है। दूसरा तरीका यह है कि सीधे विद्युत-अवशोषण उपकरणों का उपयोग किया जाए; अर्थात् पहले स्तर पर विद्युत-अवशोषण उपकरणों का उपयोग किया जाए, एवं उसके बाद दूसरे स्तर पर भी ऐसे ही उपकरणों का उपयोग किया जाए। दूसरे स्तर पर विद्युत-अवशोषण के बाद आने वाली गैस में ठोस पदार्थों की मात्रा 3 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से कम होनी चाहिए; साथ ही तरल पदार्थों की मात्रा भी 1 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से अधिक नहीं होनी चाहिए (प्रक्रिया संबंधी आवश्यकताएँ)। चूँकि इलेक्ट्रिक कैटालिस्ट में उच्च तापमान पर इन्सुलेशन, उच्च तापमान पर सीलिंग, उच्च तापमान पर कोरोना घटनाओं का ध्यान रखना आवश्यक है; साथ ही इलेक्ट्रोडों पर कणों के जमने की समस्या भी होती है। इसके अलावा, इलेक्ट्रिक कैटालिस्ट को केवल विशिष्ट एरोसोल वातावरण में ही प्रभावी ढंग से काम कर पाता है। इस कारण इसका उपयोग सीमित है। इसमें नियमित रूप से आंतरिक घटकों को बदलने की आवश्यकता होती है, जिससे उपकरणों में अतिरिक्त निवेश की आवश्यकता पड़ती है। इसके अलावा, परियोजना के संचालन एवं रखरखाव हेतु भी अधिक तीसरा तरीका है, वेट वॉशिंग विधि का उपयोग करके धूल को हटाना। कुछ प्रक्रिया-पैकों में, जैसे ही गैस प्रवाह वाष्पीकरण भट्ठी से बाहर आता है, उसे इंजेक्शन क्लीनर में विलयनीय जल का उपयोग करके धोया जाता है; ताकि बड़े आकार के धूल-कण हट सकें। मुझे ऐसा नहीं लगता। आर्द्र-विधि से उच्च तापमान पर धूल हटाने हेतु बड़ी मात्रा में विलयन-रहित पानी की आवश्यकता होती है। जबकि ऐसी जगहों पर, जहाँ विलयन-रहित पानी की आवश्यकता ही नहीं है (वहाँ शुष्क-विधि वाले सर्कुलेटिंग क्लीनरों का उपयोग किया जा सकता है), महंगे विलयन-रहित पानी का उपयोग करना आर्थिक दृष्टि से उचित नहीं है। ऊपरी स्तर पर स्थित धूल हटाने वाले उपकरणों द्वारा धूल हटाने के बाद, एक स्थिर वेंचुरी धोने वाले उपकरण एवं एक बहु-कारकीय सर्कुलेटर का उपयोग किया जाता है। वेंचुरी धोने वाले उपकरण में, उच्च गति वाले पानी का उपयोग करके सूक्ष्म धूल कणों को भिगोकर उन्हें बड़े कणों में बदल दिया जाता है। इसके बाद, बहु-कारकीय सर्कुलेटर की मदद से गैस में मौजूद धोने वाला पानी, तरल बूँदें एवं बड़े हो चुके धूल कण हटा दिए जाते हैं। ； लगभग 8% से 10% ऐसी हवा बची रह जाती है, जिसमें थोड़ी मात्रा में कण मौजूद होते हैं। इन कणों को द्वितीयक समायोज्य विन्चुरी धोने वाले उपकरण एवं द्वितीयक बहु-कारकीय सर्कुलेटर के माध्यम से हटाया जाता है। द्वितीयक समायोज्य विन्चुरी धोने वाले उपकरण में, उच्च गति से पानी का उपयोग करके सूक्ष्म धूल कणों को भिगोकर उन्हें बड़े कणों में बदल दिया जाता है। इसके बाद, द्वितीयक बहु-कारकीय सर्कुलेटर के माध्यम से हवा से धोने हेतु उपयोग किया गया पानी, तरल बूँदें एवं वे सूक्ष्म धूल कण अलग कर दिए जाते हैं। द्वितीयक समायोज्य विन्चुरी धोने वाले उपकरण + द्वितीयक बहु-कारकीय सर्कुलेटर विभाजक के उपयोग से भी, वायु प्रवाह में लगभग 0.05% ही अत्यंत सूक्ष्म धूल कण शेष रह जाते हैं। ऐसी स्थिति में निम्नलिखित उपाय आवश्यक हैं: 1. विद्युतीय धूल अवशोषण उपकरण (किसी अतिरिक्त मशीन की आवश्यकता नहीं है)। ； या 2. सटीक कंडेनसेशन फिल्टर (अतिरिक्त मशीन की आवश्यकता नहीं है) ； या फिर, डुबकी-प्रकार के धोने वाले टॉवरों का उपयोग अत्यल्प मात्रा में मौजूद सूक्ष्म धूल को पकड़ने हेतु किया जाता है। धोने वाले टॉवर के ऊपरी हिस्से में स्थित वायु-निकास बिंदु पर, वायु में मौजूद तरल पदार्थों को पकड़ने हेतु पंखे-जैसे उपकरण भी लगाए जाते हैं। ऐसा करने से वायु में मौजूद ठोस पदार्थों की मात्रा 3 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से कम रहती है, जबकि तरल पदार्थों की मात्रा 1 मिलीग्राम/नैनोमीटर³ से अधिक नहीं होती (प्रक्रिया-संबंधी आवश्यकताएँ)। अतः, उपरोक्त विचारधारा के अनुसार, प्रक्रिया निम्नलिखित होनी चाहिए:
1. शुष्क विधि:
A1: गैसीकरण यंत्र + बहु-कारकीय सर्कुलेटर/पृथक्करण उपकरण + प्रथम स्तरीय फिल्टर (बैकअप उपकरण सहित) + द्वितीय स्तरीय फिल्टर (बैकअप उपकरण सहित). फायदे: 1. उत्पाद की गुणवत्ता विश्वसनीय है। ； 2. विलयनीकृत पानी की मात्रा कम होती है। नुकसान: निवेश अधिक है, एवं संचालन एवं रखरखाव हेतु लागत भी अधिक है। A2: गैसीकरण यंत्र + बहु-कारकीय सर्कुलेटर/पृथक्करण उपकरण + प्रथम स्तरीय विद्युत-अवशोषक (स्पेयर यूनिट सहित) + द्वितीय स्तरीय विद्युत-अवशोषक (स्पेयर यूनिट सहित)। फायदे: 1. विलवणरहित पानी की मात्रा कम होती है। नुकसान: निवेश अधिक है, एवं संचालन एवं रखरखाव हेतु लागत भी अधिक है। द्वितीय, आर्द्र-विधि: B1: गैसीकरण भट्टी + इंजेक्शन डिस्चार्जर + प्रथम स्तर का स्थिर विन्चुरी धोने वाला उपकरण एवं प्रथम स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर; द्वितीय स्तर का समायोज्य विन्चुरी धोने वाला उपकरण एवं द्वितीय स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर; धोने हेतु टॉवर। फायदे: 1. उत्पाद की गुणवत्ता विश्वसनीय है। ； 2. निवेश कम है, एवं कोई अतिरिक्त सामग्री/उपकरण भी नहीं है। नुकसान: 1. विलयनीय पानी की मात्रा बहुत अधिक होती है। तीन, शुष्क-आर्द्र मिश्रण विधि: C1: वाष्पीकरण यंत्र + प्रारंभिक बहु-कारकीय सर्कुलेटर विभाजक + प्रथम स्तर का स्थिर विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं प्रथम स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर विभाजक; द्वितीय स्तर का समायोज्य विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं द्वितीय स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर विभाजक; धोने हेतु टॉवर। फायदे: 1. उत्पाद की गुणवत्ता विश्वसनीय है। ； 2. निवेश कम है, एवं कोई अतिरिक्त सामग्री/उपकरण आवश्यक नही नुकसान: 1. विलयनीय पानी की मात्रा काफी अधिक होती है। C2: गैसीकरण यंत्र + प्रारंभिक बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण + प्रथम स्तर का स्थिर विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं प्रथम स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण; द्वितीय स्तर का समायोज्य विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं द्वितीय स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण; इलेक्ट्रिक कैटालिस्ट (किसी अतिरिक्त मशीन की आवश्यकता नहीं है)। फायदे: 1. उत्पाद की गुणवत्ता विश्वसनीय है। ； 2. निवेश एवं संचालन/रखरखाव हेतु आवश्यक लागत उचित है। नुकसान: 1. इसके लिए निश्चित मात्रा में विलयन-रहित पानी की आवश्यकता होती है। C3: गैसीकरण यंत्र + प्रारंभिक बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण + प्रथम स्तर का स्थिर विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं प्रथम स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण; द्वितीय स्तर का समायोज्य विन्चुरी धोने वाला उपकरण, एवं द्वितीय स्तर का बहु-कारकीय सर्कुलेटर आधारित अलगाव उपकरण; द्वितीय स्तर का उच्च-सटीकता वाला फिल्टर (अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं है)। फायदे: 1. उत्पाद की गुणवत्ता विश्वसनीय है। ； 2. निवेश एवं संचालन/रखरखाव हेतु आवश्यक लागत उचित है। नुकसान: 1. इसके लिए निश्चित मात्रा में विलयन-रहित पानी की आवश्यकता होती है। हम अपने सहयोगियों का गहन चर्चा में भाग लेने का स्वागत करते हैं, एवं हमारी कंपनी की वेबसाइट पर जाकर हमारी उन्नत पृथक्करण तकनीकों एवं उपकरणों संबंधी विस्तृत जानकारी प्राप्त कर सकते ह

स्पष्ट एवं सुव्यवस्थित विवरण; जिससे समझ में आसानी होती है धन्यवाद!