धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एकीकृत तकनीकों का विवरण

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इस लेख में, घरेलू एवं अंतरराष्ट्रीय स्तर पर धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने संबंधी तकनीकों के विकास के बारे में जानकारी दी गई है। विभिन्न प्रक्रियाओं के मूल सिद्धांतों एवं उनके उपयोग में आने वाली समस्याओं का भी विश्लेषण किया गया है। यह लेख, सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने संबंधी तकनीकों के व्यावहारिक उपयोग हेतु मार्गदर्शन प्रदान करता है। 1. पारंपरिक धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एकीकृत तकनीकें
2. शुष्क-विधि से धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एकीकृत तकनीकें:
(i) ठोस-अवशोषण/पुनर्उत्पादन विधि
(ii) गैस/ठोस उत्प्रेरकों का उपयोग करके सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु तकनीकें
(iii) अवशोषकों का उपयोग करके सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु तकनीकें
(iv) उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके ऑक्सीकरण करने हेतु तकनीकें
3. आर्द्र-विधि से धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एकीकृत तकनीकें
4. निष्कर्ष एवं सुझाव

1. पारंपरिक धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एकीकृत तकनीकें
वर्तमान में दुनिया भर में व्यापक रूप से उपयोग में आने वाली ऐसी तकनीकें “वेट-एफजीडी + एससीआर/एसएनसीआर” नामक तकनीकें हैं। ये वास्तव में आर्द्र-विधि से धुएँ से सल्फर हटाने की तकनीक एवं चयनात्मक उत्प्रेरकीय अपचयन (एससीआर) या चयनात्मक गैर-उत्प्रेरकीय अपचयन (एसएनसीआर) तकनीकों का संयोजन है। गीली विधि से धुएँ में मौजूद सल्फर को हटाने हेतु आमतौर पर चूना या चूनापत्थर का उपयोग किया जाता है। इस विधि से सल्फर हटाने की दक्षता 90% से अधिक होती है। लेकिन इसके नुकसान यह हैं कि इसके लिए बड़े पैमाने पर बुनियादी ढाँचे की आवश्यकता होती है, शुरुआती निवेश एवं संचालन लागत भी अधिक होती है; साथ ही इससे द्व जब चयनात्मक उत्प्रेरकीय अपचयन प्रक्रिया का तापमान 250–450°C होता है, तो नाइट्रोजन निष्कासन की दर 70% से 90% तक हो सकती है। यह तकनीक परिपक्व एवं विश्वसनीय है; वर्तमान में इसका उपयोग दुनिया भर में, खासकर विकसित देशों में, व्यापक रूप से किया जा रहा है। लेकिन इस प्रक्रिया हेतु आवश्यक उपकरणों में बहुत अधिक निवेश की आवश्यकता होती है। धुएँ को पहले गर्म करना आवश्यक है; उत्प्रेरकों की कीमत बहुत अधिक है, एवं उनका जीवनकाल भी कम होता है। साथ ही, अमोनिया लीक होने एवं उपकरणों के जंग लगने जैसी समस्याए चयनात्मक गैर-उत्प्रेरकीय अपचयन हेतु आवश्यक तापमान 870–1200℃ है; इस प्रक्रिया में नाइट्रोजन निष्कासन की दर 50% से कम होती है। नुकसान यह है कि इस प्रक्रिया हेतु आवश्यक उपकरणों में भारी निवेश की आवश्यकता होती है; धुएँ को पहले गर्म करने की आवश्यकता होती है, एवं उपकरण जल द्वितीय: शुष्क-विधि से धुएँ में मौजूद सल्फर एवं नाइट्रोजन को हटाने हेतु एकीकृत तकनीक
शुष्क-विधि से धुएँ में मौजूद सल्फर एवं नाइट्रोजन को हटाने हेतु एकीकृत तकनीक में चार पहलू शामिल हैं – ठोस-अवस्था में अवशोषण/पुनर्उत्पादन विधि, गैस/ठोस अवस्था में एक साथ सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु उत्प्रेरक विधि, अवशोषक पदार्थों का उपयोग करने वाली विधि, एवं उच्च-ऊर्जा इल (1) ठोस अवशोषण/पुनर्जनन विधि: कार्बनीय पदार्थों के अवशोषण हेतु उपयोग में आने वाली विधियों को, अवशोषक पदार्थ के आधार पर, एक्टिवेटेड कार्बन अवशोषण विधि एवं एक्टिवेटेड कोक अवशोषण विधि में विभाजित किया जा सकता है। इन दोनों विधियों में डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रीफिकेशन की प्रक्रिया लगभ एक्टिवेटेड कार्बन अवशोषण विधि में, डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रीफिकेशन की प्रक्रिया दो भागों में होती है – अवशोषण टॉवर एवं पुनर्जनन टॉवर। जबकि एक्टिवेटेड कोक अधिशोषण विधि में केवल एक ही अधिशोषण टॉवर होता है; यह टॉवर दो स्तरों में विभाजित होता है – ऊपरी स्तर पर नाइट्रोजन हटाया जाता है, जबकि निचले स्तर पर सल्फर हटाया जाता है। एक्टिवेटेड कोक टॉवर के अंदर ऊपर-नीचे गति करता रहता है, इस विधि के मुख्य लाभ हैं: ① इसमें उच्च स्तर पर सल्फर हटाने की क्षमता है (98%), एवं कम तापमान (100–200℃) पर भी उच्च स्तर पर नाइट्रोजन हटाने की क्षमता है (80%)। ； ②प्रसंस्कृत किए गए धुएँ को निकालने से पहले उसे गर्म करने की आवश्यकत ； ③पानी का उपयोग नहीं होता, इसलिए कोई द्वितीयक प्रदूषण ； ④अवशोषकों के स्रोत बहुत ही विविध हैं; इनसे कोई विषाक्तता की समस्या नहीं होती। बस, जो हिस्सा खर्च हो जाता है, उसे ही पुनः भरने की आवश्यक ； ⑤वह, जो गीली विधि से हटाने में कठिन रहने वाले SO2 को भी हटा सकता ह ； ⑥यह तकनीक, वायु अपशिष्टों में मौजूद HF, HCl, आर्सेनिक, पारा जैसे प्रदूषकों को हटाने में सहायक है; यह एक उन्नत शोधन तकनीक है। ； ⑦इसमें धूल हटाने की क्षमता है; निकासी में धूल की सांद्रता 10 मिलीग्राम/मी³ से कम होती है। ； ⑧उप-उत्पादों को पुनः उपयोग में लाया जा सकता है; जैसे – उच्च शुद्धता वाला सल्फर, गाढ़ा सल्फ्यूरिक एसिड, तरल SO2, रासायनिक खाद आदि। ； ⑨निर्माण लागत कम है, संचालन लागत भी कम है, एवं इसके लिए आवश्यक जगह भी कम है। जापान के आई. मोचिदा ने कार्बन एक्टिव फाइबर का उपयोग करके धुएँ से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु एक नई तकनीक विकसित की है। यह तकनीक, एक्टिवेटेड कार्बन को लगभग 20 माइक्रोमीटर व्यास वाले तंतुओं के रूप में बनाती है; इससे अवशोषण क्षेत्रफल में काफी वृद्धि हो जाती है, जिससे अवशोषण एवं उत्प्रेरण क्षमता में भी सुधार होता है। विकास के बाद, अब इस तकनीक के द्वारा सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने की दर 90% तक पहुँच गई है। हाल के वर्षों में, कुछ लोगों ने एक्टिवेटेड कार्बन के उपयोग एवं माइक्रोवेव तकनीक को आपस में जोड़कर “माइक्रोवेव-प्रेरित उत्प्रेरकीय अपचयन विधि” का विकास किया है। इस तकनीक में नाइट्रोजन ऑक्साइडों को वहन करने हेतु एक्टिवेटेड कार्बन का उपयोग किया जाता है, एवं माइक्रोवेव ऊर्जा का उपयोग करके सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को 90% से अधिक दर से हटाया जा सकता है। अमेरिका की नोक्सो कंपनी ने 1982 में सक्रिय ऑक्सीजनीय एल्यूमिना का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड को हटाने संबंधी तकनीकों पर अनुसंधान शुरू किया। इस कानून में उपयोग होने वाला अवशोषक, r-एल्यूमिना ऑक्साइड को वाहक के रूप में उपयोग करके बनाया जाता है। इस वाहक पर क्षार या क्षारीय लवणों के घोल को छिड़का जाता है; इसके बाद इस अवशोषक को गर्म करके सुखाया जाता है, ताकि उसमें मौजूद अतिरिक्त जल हट सके। जब अवशोषक पदार्थ पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है, तो उसे पुनर्उपयोग में लाया जा सकता है। इस प्रक्रिया में, पूरी तरह से अवशोषित हुए अवशोषक पदार्थ को हीटर में भेजा जाता है; लगभग 600°C के तापमान पर इसे गर्म किया जाता है, जिससे NOx निकल जाता है। इसके बाद NOx को फिर से बॉयलर के दहनकक्ष में भेज दिया जाता है। बर्नर में NOx की सांद्रता एक स्थिर स्तर पर पहुँच जाती है, एवं ऐसी स्थिति में एक रासायनिक संतुलन स्थापित हो जाता है। इस तरह, अब NOx का निर्माण नहीं होगा, और केवल N2 ही उत्पन्न होगा; जिससे NOx के निर्माण को रोका जा सकेगा। रीजेनरेटर में अपचयकारी गैसें डालने पर SO2 एवं H2S का उच्च सांद्रता वाला मिश्रित गैस उत्पन्न होता है; क्राउस विधि का उपयोग करके सल्फर को पुनः प्राप्त किया जा सकता है। CuO-अवशोषण विधि में, CuO/Al2O3 या CuO/SiO2 को अवशोषक के रूप में उपयोग में लाया जाता है (CuO की मात्रा आमतौर पर 4%-6% होती है)। इस विधि से सल्फर एवं नाइट्रोजन को हटाया जाता है। पूरी प्रक्रिया दो चरणों में होती है: 1) अवशोषक में – 300℃ से 450℃ के तापमान पर, अवशोषक, डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर के साथ अभिक्रिया करके CuSO4 बनाता है। ； चूँकि CuO एवं उत्पन्न होने वाला CuSO4, NH3 द्वारा नाइट्रोजन ऑक्साइडों के अपचयन में बहुत उच्च उत्प्रेरक क्षमता रखते हैं, इसलिए नाइट्रोजन निष्कासन हेतु SCR विधि का उपयोग किया जाता है। 2) रीजेनरेटर में: जब अवशोषक पदार्थ संतृप्त हो जाता है, तो उत्पन्न हुआ CuSO4 रीजेनरेटर में भेजा जाता है ताकि उसे पुनः उपयोग में लाया जा सके। इस पुनर्स्थापना प्रक्रिया में आमतौर पर H2 या CH4 का उपयोग CuSO4 को अपचयित करने हेतु किया जाता है। पुनः प्राप्त हुआ सल्फर डाइऑक्साइड, क्लॉज़ उपकरण के द्वारा एसिड बनाने हेतु उपयोग में लाया जा सकता है। ； अपचयन के बाद प्राप्त होने वाला तांबा या Cu2S, अवशोषक उपकरणों में धुएँ या हवा की सहायता से CuO में ऑक्सीकृत हो जाता है। इस प्रकार बनने वाला CuO, पुनः अपचयन प्रक्रिया में उपयोग में आता है। इस प्रक्रिया द्वारा 90% से अधिक डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर को हटाया जा सकता है, जबकि नाइट्रोजन ऑक्साइड को 75% से 80% तक हटाया जा सकता है। क्यूओ-अवशोषण विधि में प्रतिक्रिया हेतु उच्च तापमान की आवश्यकता होती है; इसके लिए तापन उपकरणों की आवश्यकता होती है। साथ ही, अवशोषकों के निर्माण हेतु लागत भी अधिक हाल के वर्षों में, अनुसंधानों में हुई प्रगति के कारण, एक्टिव कोक/कार्बन (ac) को CuO के साथ जोड़ने की विधियाँ विकसित हुई हैं। दोनों को मिलाने से, ऐसे उत्प्रेरक-अवशोषक प्राप्त किए जा सकते हैं, जिनका कार्य करने हेतु आवश्यक तापमान उपयुक्त होता है। इस तरह, AC के उपयोग हेतु आवश्यक तापमान कम होने, एवं CuO/Al2O3 के कार्य करने हेतु आवश्यक तापमान अधिक होने जैसी समस्याओं का समाधान हो जाता है। लियू शोउजुन एवं उनके सहयोगियों ने CuO/AC का उपयोग करके धुएँ में मौजूद SO2 एवं NOx को कम तापमान पर हटाने की प्रक्रिया पर अध्ययन किया। 120–250°C के तापमान पर, नए CuO/AC उत्प्रेरकों में डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रिफिकेशन की क्षमता बहुत अधिक थी; यह क्षमता उसी तापमान पर AC एवं CuO/Al2O3 की तुलना में काफी अधिक थी। पाहलमैन विधि: अमेरिकी कंपनी एनवायरोस्क्रब टेक्नोलॉजीज ने “पाहलमैन विधि” नामक एक नई प्रक्रिया विकसित की है। इस विधि में एक ही चरण में सूखे तरीके से धुलाई की जाती है; इससे धुएँ में मौजूद 99% से अधिक सल्फर ऑक्साइड निकाला जा सकता है। साथ ही, 99% नाइट्रोजन ऑक्साइड भी चुनिंदा रूप से या एक साथ ही निकाला जा सकता है। इस प्रकार निकलने वाला धुआँ पर्यावरणीय मानकों के अनुरूप होता है। चूँकि इसमें अवशोषक के रूप में अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग किया जाता है, न कि पारंपरिक विधियों में उपयोग होने वाले अमोनिया का, इसलिए इसके उप-उत्पादों में एसीटेट एवं सल्फेट जैसे पदार्थ होते हैं, जिन्हें पुनः उपयोग में लाया जा सकता है। जबकि पारंपरिक विधियों में ऐसे उप-उत्पादों के रूप में जिप्सम जैसे पदार्थ प्राप्त होते हैं, जिन्हें भ यह प्रक्रिया, प्राकृतिक गैस या कोयले को ईंधन के रूप में उपयोग करने वाले बिजली संयंत्रों के लिए उपयुक्त है। वर्तमान में यह अभी परीक्षण चरण में ही है, एवं इसका औद्योगिक उपयोग अभी तक नह (II) गैस/ठोस उत्प्रेरकों का उपयोग करके डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रोजनेशन – ऐसी प्रक्रियाओं में उत्प्रेरकों का उपयोग अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करने हेतु किया जाता है; इससे डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने में मदद मिलती है। पारंपरिक SCR प्रक्रियाओं की तुलना में, इस विधि से नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने की दक्षता अधिक होती है। “स्नॉक्स” प्रक्रिया, डेनमार्क की हैल्डोर टॉपसॉर कंपनी द्वारा विकसित की गई एक संयुक्त डीसल्फराइजेशन/डीनाइट्रीफिकेशन तकनीक है। इसमें SO2 को SO3 में ऑक्सीकृत करके सल्फ्यूरिक एसिड तैयार किया जाता है; जबकि NOx को “सेलेक्टिव कैटालिटिक रिडक्शन” विधि के द्वारा हटाया जाता है। इस प्रक्रिया द्वारा 95% SO2, 90% NOx, एवं लगभग सभी कणों को हटाया जा सकता है। डेसोनॉक्स प्रक्रिया को डेगुसा, लेंटजेस एवं लुर्गी ने मिलकर विकसित किया है। इस प्रक्रिया में, धुएँ में मौजूद SO2 को SO3 में बदलकर सल्फ्यूरिक एसिड बनाया जाता है; साथ ही SCR तकनीक का उपयोग करके NOx को भी हटाया जाता है। इसके अलावा, CO एवं अविघटित हाइड्रोकार्बनों को भी CO2 एवं पानी में ऑक्सीकृत किया जाता है। इस प्रक्रिया में सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने की दक्षता अधिक है; इससे कोई द्वितीयक प्रदूषण नहीं होता। यह तकनीक सरल है, एवं इसकी लागत एवं संचालन खर्च भी कम हैं। इसे पुराने कारखानों के उन्नयन हेतु उपयोग में लाया जा सकता ह SNRB प्रक्रिया, एक नवीन प्रकार की उच्च तापमान वाली धुएँ को शुद्ध करने हेतु प्रक्रिया है; इसे B&W कंपनी द्वारा विकसित किया गया है। यह प्रक्रिया, डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर, नाइट्रोजन ऑक्साइड एवं धूल को एक साथ ही हटा सकती है; और यह सब कार्य उच्च तापमान वाले कलेक्शन चैंबर में ही किया जाता है। SNRB प्रक्रिया में, तीनों प्रकार के प्रदूषकों को हटाने का कार्य एक ही उपकरण द्वारा किया जाता है; इससे लागत कम हो जाती है एवं आवश्यक जगह भी कम लगती है। इसका नुकसान यह है कि, 300℃ से 500℃ तक के उच्च तापमान की आवश्यकता होने के कारण, ऐसे विशेष फिल्टर बैगों का उपयोग करना पड़ता है; जो उच्च तापमान को सहन कर सकें। इस कारण लागत में वृद्धि हो जाती है। पार्सन्स धुएँ की सफाई प्रक्रिया, परीक्षण चरण में पहुँच चुकी है। कोयला-आधारित बॉयलरों से निकलने वाले SO2 एवं NOx को हटाने की दक्षता 99% से अधिक है। यह प्रक्रिया, एक अलग अपचयन चरण में, SO2 को H2S में, NOx को N2 में, एवं शेष ऑक्सीजन को पानी में रूपांतरित करती है। ； हाइड्रोजनीकरण रिएक्टर से निकलने वाली गैसों से H2S को पुनः प्राप्त करना। ； H2S-युक्त गैसों से तत्वीय सल्फर उत्पन्न किया जाता है। सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड (CFB) संयुक्त डीसल्फराइजेशन/डीनाइट्रोजेनेशन प्रक्रिया – सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड तकनीक को मूल रूप से जर्मनी की LLB (Lurgi Lentjes Bischoff) कंपनी द्वारा विकसित किया गया। यह एक अर्ध-शुष्क विधि से डीसल्फराइजेशन करने हेतु उपयोग में आने वाली तकनीक है। पिछले कुछ वर्षों में इस तकनीक में तेज़ विकास हुआ है। यह तकनीक न केवल परिपक्व एवं विश्वसनीय है, बल्कि इसके संचालन हेतु आवश्यक लागत भी काफी कम हो गई है। अधिक किफायती, कुशल एवं विश्वसनीय डीसल्फराइजेशन/डीनाइट्रिफिकेशन विधियों को विकसित करने हेतु, लोगों ने धुएँ में से सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने हेतु “सर्कुलेटिंग फ्लो-बेड” तकनीक का उपयोग किया है। धुएँ के प्रवाह आधारित फ्लूइडाइज्ड बेड (CFB) संयुक्त डीसल्फराइजेशन/डीनाइट्रोजेनेशन तकनीक, Lurgi GMBH द्वारा विकसित की गई है। इस विधि में डीसल्फराइजेशन हेतु चूना पाउडर का उपयोग अवशोषक के रूप में किया जाता है; इससे डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर हट जाता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप मुख्य रूप से CASO4 एवं 10% CASO3 उत्पन्न होता है। ； नाइट्रोजन निष्कर्षण प्रक्रिया में, चयनात्मक उत्प्रेरकीय अपचयन प्रक्रिया हेतु अमोनिया का उपयोग अपचयक के रूप में किया जाता है। इस प्रक्रिया में उपयोग होने वाला उत्प्रेरक, Feso4·7H2O नामक सक्रिय सूक्ष्म पाउडर है; इसके लिए किसी सहायक वाहक की आवश्यकता नहीं होती। इस प्रक्रिया का संचालन तापमान 385°C पर होता है। जर्मनी में इस प्रणाली के उपयोग से प्राप्त परिणामों से पता चला कि, जब ca/s अनुपात 1.2–1.5 होता है, एवं NH3/NOx अनुपात 0.7–1.03 होता है, तो डीसल्फराइजेशन की दक्षता 97% एवं डीनाइट्रीफिकेशन की दक्षता 88% होती है। (III) अवशोषक निष्कासन तकनीक में, क्षार या यूरिया जैसे ठोस पदार्थों को भट्टी, धुआँ-नलिकाओं या स्प्रे-ड्राई वॉशिंग टॉवरों में छिड़का जाता है; ऐसी परिस्थितियों में डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड दोनों को एक साथ हटाया जा सकता है। नाइट्रोजन डिटॉक्सीकरण की दर, मुख्य रूप से धुएँ में मौजूद सल्फर डाइऑक्साइड एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों के अनुपात, अभिक्रिया का तापमान, अवशोषक पदार्थों का आकार, एवं पदार्थों के ठहरने का समय आदि पर निर्भर है हालाँकि, जब सिस्टम में सल्फर डाइऑक्साइड की सांद्रता कम होती है, तो नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने की दक्षता भी कम हो जाती है। अतः, यह प्रक्रिया उच्च सल्फर वाली कोयले से उत्पन्न धुएँ के शोधन हेतु उपयुक्त है। फर्नेस चूना (पत्थर)/यूरिया इंजेक्शन प्रक्रिया – फर्नेस चूना (पत्थर)/यूरिया इंजेक्शन के माध्यम से डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रोजेनेशन की प्रक्रिया को रूस के मेंडेलीव रसायन इंजीनियरिंग इंस्टीट्यूट जैसी संस्थाओं द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया है। इस प्रक्रिया में फर्नेस में कैल्शियम छिड़कने एवं गैर-उत्प्रेरकीय अपचयन (SNCR) विधि का उपयोग किया जाता है; इससे धुएँ में मौजूद सल्फर डाइऑक्साइड एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड दोनों को एक साथ हटाया जा सकता है। स्प्रे किया गया स्लरी, यूरिया घोल एवं विभिन्न कैल्शियम-आधारित अवशोषकों से मिलकर बनता है; इसमें कुल ठोस पदार्थों की मात्रा 30% होती है, जबकि pH मान 5–9 होता है। सूखे Ca(OH)₂ अवशोषकों के उपयोग की तुलना में, स्लरी के उपयोग से SO2 को हटाने की प्रक्रिया अधिक प्रभावी हो जाती है। ऐसा शायद इसलिए होता है, क्योंकि अवशोषकों को और बारीक पीसा जाता है, जिससे वे अधिक सक्रिय हो जाते हैं। गुलेट एवं उनके सहयोगियों ने 14.7 किलोवाट के प्राकृतिक गैस दहन उपकरणों का उपयोग करके कई प्रयोग किए। चूँकि इस प्रक्रिया में धुएँ के निपटान हेतु आवश्यक मात्रा में ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती, इसलिए यह औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयुक्त नहीं है; अतः इसमें और सुधार की आवश समग्र शुष्क-प्रकार की SO2/NOx उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली में, बैबकॉक एंड विल्कॉक्स कंपनी के “लो-NOx DRB-XCL” नामक नीचे-स्थित दहनकारी उपकरणों का उपयोग किया जाता है। ऐसे दहनकारी उपकरण, कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में कोयला एवं वायु को छिड़ककर नाइट्रोजन ऑक्साइडों के निर्माण को रोकते हैं। अतिरिक्त वायु को जोड़ने का उद्देश्य, दहन प्रक्रिया को पूरा करना एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को और अधिक हटाना है। कम नाइट्रोजन ऑक्साइड वाले बर्नरों से नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन में 50% की कमी आने की उम्मीद है; जबकि अतिरिक्त वायु का उपयोग करने पर नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन में 70% से अधिक की कमी हो सकती है। चाहे यह सूखे प्रकार की SO2/NOx उत्सर्जन नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग हो, या कोई एकल तकनीक का उपयोग हो, इन्हें बिजली संयंत्रों या औद्योगिक भट्टियों में उपयोग में लाया जा सकता है। ये मुख्य रूप से पुरानी, छोटी एवं मध्यम आकार की इकाइयों के लिए उपयुक्त हैं। (IV) उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके ऑक्सीकरण प्रक्रिया – इस विधि में, कैथोड से इलेक्ट्रॉन निकलते हैं, एवं विद्युत क्षेत्र के कारण उनकी ऊर्जा बढ़ जाती है; ऐसे उच्च-ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों को धुएँ पर डालने से फ्री रेडिकल उत्पन्न होते हैं। ये फ्री रेडिकल SOx एवं NOx के साथ अभिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड एवं NO₃ एसिड जैसे पदार्थ बनाते हैं। जब अमोनिया (NH₃) को इस प्रक्रिया में मिलाया जाता है, तो (NH₄)₂SO₄ एवं NH₄NO₃ जैसे उप-उत्पाद भी बनते हैं। निप्पॉन एबारा कंपनी ने 20 साल से अधिक समय तक अनुसंधान एवं विकास कार्य किया, और धीरे-धीरे प्रायोगिक चरण से औद्योगिक चरण में पहुँच गई। सल्फर हटाने की दर 90% से अधिक, नाइट्रोजन हटाने की दर 80% से अधिक। लेकिन इसकी बिजली खपत बहुत अधिक है (लगभग कारखाने की कुल बिजली खपत का 2%), इसलिए इसके संचालन हेतु लागत भी अधिक होती पल्स कोरोना प्लाज्मा विधि (PPCP): मसुदा एवं उनके सहयोगियों ने वर्ष 1986 में यह खोजा कि कोरोना डिस्चार्ज के द्वारा डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड दोनों को एक साथ हटाया जा सकता है। इस विधि के कई लाभ हैं – जैसे कि इसमें उपयोग होने वाले उपकरण सरल होते हैं, इसका संचालन आसान है; इससे सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड को हटाने के साथ-साथ धूल भी हट जाती है; एवं इसके उप-उत्पादों का उपयोग खाद के रूप में किया जा सकता है। इन्हीं कारणों से यह विधि अंतरराष्ट्रीय स्तर पर सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइड हटाने हेतु अनुसंधानों में प्रमुख भूमिका निभा रही है। पल्स कोरोना प्लाज्मा तकनीक एवं इलेक्ट्रॉन बीम विधि, दोनों ही प्लाज्मा विधियों के अंतर्गत आती हैं। पल्स कोरोना तकनीक को पारंपरिक तरल-चरण अवशोषण तकनीकों (जैसे कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड या अमोनियम बाइकार्बोनेट) के साथ उपयोग में लाने से, धुएँ में मौजूद डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने की क्षमता में वृद्धि होती है; इस प्रकार सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने की प्रक्रिया एक ही चरण में पूरी हो जाती है। पल्स कोरोना डिस्चार्ज विधि से डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रोजनेशन करने में कई लाभ हैं; इसमें ऊर्जा बचाने की बहुत अधिक क्षमता है, एवं यह बिजली संयंत्रों के बॉयलरों के सुरक्षित संचालन पर भी कोई प्रभाव नहीं डालती। तीन: आर्द्र-विधि से धुएँ में मौजूद नाइट्रोजन ऑक्साइड को हटाने हेतु एकीकृत तकनीक। आर्द्र-विधि में, धुएँ में मौजूद NO को NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है; या फिर कुछ अतिरिक्त पदार्थों को मिलाकर NO की घुलनशीलता को बढ़ाया जाता है। वर्तमान में, गीली विधि से एक साथ सल्फर एवं नाइट्रोजन हटाने की विधियाँ ज्यादातर अनुसंधान चरण में ही हैं; इनमें ऑक्सीकरण विधि एवं गीली संयोजन विधि शामिल हैं। ऑक्सीकरण विधि द्वारा क्लोरिक एसिड का उपयोग करके धुएँ में मौजूद डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को हटाने हेतु “डाइ-ट्राइ-नॉक्स-नॉक्ससॉर्ब” नामक प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया वेट वॉशिंग सिस्टम के आधार पर कार्य करती है, एवं एक ही उपकरण में धुएँ में मौजूद इन अपशिष्ट पदार्थों को हटाया जाता है ट्राई-नॉक्स-नॉक्ससॉर्ब प्रक्रिया में ऑक्सीकरण अवशोषण टॉवर एवं क्षारीय अवशोषण टॉवर जैसी दो प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है; इसके द्वारा डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों के साथ-साथ As, Be, Cd, Cr, Pb, Hg एवं Se जैसे विषाक्त खनिज तत्वों को भी हटाया जाता है। इसाबेल एवं उनके सहयोगियों ने अम्लीय परिस्थितियों में, हाइड्रोजन पेरॉक्साइड का उपयोग करके NOx एवं SO2 को *AO अम्ल एवं सल्फ्यूरिक अम्ल में ऑक्सीकृत करने की प्रक्रिया पर अध्ययन किया। पीले फॉस्फरस के ऑक्सीकरण विधि में, NO को NO2 में ऑक्सीकृत किया जाता है; इसके बाद यह तरल क्षारीय घोल के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फेट एवं *AO एसिड बनाता है। इस विधि से डाइऑक्साइड ऑफ सल्फर एवं नाइट्रोजन ऑक्साइडों को 95% से अधिक हद तक हटाया जा सकता है। लेकिन पीले फॉस्फरस में आग लगने की संभावना, अस्थिरता एवं कुछ हद तक विषाक्तता भी होती है; इन समस्याओं को दूर करने हेतु पूर्व-प्रसंस्करण आवश्यक है। वेट एसोसिएशन अवशोषण प्रक्रिया में, आमतौर पर लोहा या कोबाल्ट का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। जलीय घोल में, NO को बाँधने में सक्षम ऐसे संयोजकों को मिलाने पर, वह NO संयोजकों के साथ जुड़कर एक संयुग्म बना लेता है। कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट के साथ जुड़ा हुआ NO, घोल में मौजूद SO32-/HSO3- के साथ अभिक्रिया करके कई N-S यौगिकों का निर्माण करता है; इस प्रक्रिया से कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट पुनः उपयोग योग्य हो जाता है। इस प्रक्रिया में, अवशोषण द्रव से डाइसल्फेट, सल्फेट एवं N-संयुग्मों को हटाना आवश्यक है; साथ ही त्रिमूल्यक लोहा यौगिकों को द्विमूल्यक लोहा यौगिकों में परिवर्तित करके ही अवशोषण द्रव को पुनर्जीवित किया जा सकता है। वेट एसोसिएशन अवशोषण विधि के द्वारा एक ही समय में सल्फर एवं नाइट्रोजन को हटाया जा सकता है; लेकिन यह विधि अभी भी परीक्षण चरण में ही है। इसके औद्योगिक उपयोग में मुख्य बाधाएँ यह हैं कि अभिक्रिया की प्रक्रिया में कैटलिस्टों का नुकसान हो जाता है, एवं धातु-कैटलिस्टों को पुनः उपयोग में लाना कठिन होता है; इसके कारण उनका उपयोग-दर भी कम रहता है। इसके अलावा, संचालन संबंधी लागतें भी अधिक होती हैं। चौथा: निष्कर्ष एवं सुझाव
डीसल्फराइजेशन एवं डीनाइट्रोजनेशन की प्रक्रियाओं को एकीकृत करना, धुएँ से होने वाले प्रदूषण को नियंत्रित करने हेतु विभिन्न देशों में अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है। वर्तमान में, ऐसी एकीकृत प्रक्रियाओं का उपयोग मुख्य रूप से अनुसंधान चरण में ही हो रहा है। हालाँकि, कुछ प्रदर्शन परियोजनाओं में इन प्रक्रियाओं का उपयोग किया गया है; लेकिन उच्च संचालन लागत के कारण इनका बड़े पैमाने पर उपयोग संभव नहीं है। हमारे देश की परिस्थितियों के अनुकूल, कम निवेश, कम संचालन लागत, उच्च दक्षता, एवं उप-उत्पादों का पुनः उपयोग संभव बनाने वाली डीसल्फराइजेशन/डीनाइट्रीफिकेशन तकनीकों का विकास, भविष्य में विकास का मुख्य लक्ष्य होगा।