दालियान में देश का पहला स्वच्छ कोयला-रसायन उत्पादन केंद्र बन रहा है।

वर्ष 1978 में, उच्च तापमान वाला हिटज़र HTWTM गैसीकरण प्रयोगात्मक उपकरण जर्मनी के वागेनबर्ग शहर में स्थापित किया गया। इस उपकरण में गैसीकरण हेतु दबाव 1.0 मेगापास्कल था। इस उपकरण द्वारा प्राप्त हुआ व्यापक संचालन अनुभव, 1986 में जर्मनी के वाइसेनराट में निर्मित औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले राइन ब्राउन कोयले से मेथनॉल उत्पादन हेतु उपकरणों के निर्माण हेतु एक मजबूत व्यावहारिक आधार प्रदान करने में सहायक रहा। जर्मनी के वाइट रेनलैट में स्थित बड़े औद्योगिक भूरे कोयला-आधारित फ्लूइडाइज्ड बेड HTWTM गैसीकरण उपकरण, प्रति वर्ष 8000 घंटों से अधिक समय तक कार्य करता है। वर्ष 1988 में, फिनलैंड के ओउलू शहर में एक और औद्योगिक ब्राउन कोयला-आधारित फ्लूइडाइज्ड बेड HTWTM गैसीकरण संयंत्र स्थापित किया गया। इस संयंत्र में कोयले का उपयोग सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन हेतु किया जाता है। उच्च तापमान वाली विंकलर HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया को “इंटीग्रेटेड गैसीकरण-कंबाइंड सर्कुलेशन पावर जनरेशन” (IGCC) क्षेत्र में अपनाने हेतु, 1989 में जर्मनी के विसेलिंग शहर में 2.5 मेगापास्कल दबाव वाला एक उच्च तापमान वाला विंकलर HTWTM गैसीकरण उपकरण सफलतापूर्वक स्थापित किया गया। 1990 के दशक के मध्य तक, जर्मनी के विसेलिंग शहर में स्थित हाई-टेम्परेचर विंकलर HTWTM गैसीकरण उपकरण में ऑक्सीजन की जगह वायु का उपयोग गैसीकरण हेतु किया गया; इससे कार्बन का रूपांतरण दर 95% तक पहुँच गया। इसी दौरान, जर्मनी के वाइटरलाट में स्थित बड़े आकार के ब्राउन कोयला-आधारित HTWTM गैसीकरण संयंत्र में, प्लास्टिक कचरे एवं ब्राउन कोयले के मिश्रण को गैसीकरण हेतु कच्चे माल के रूप में उपयोग करने संबंधी परियोजनाएँ भी चल रही हैं। उच्च तापमान वाली विंकलर HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया की उत्कृष्ट विश्वसनीयता के कारण, जापान की सुमितोमो हेवी इंडस्ट्रीज ने इस प्रक्रिया का उपयोग नागरिक कचरे को गैस में बदलने हेतु किया। यह संयंत्र वर्ष 2000 में जापान में सफलतापूर्वक स्थापित किया गया। वर्ष 2010 के दिसंबर में, टिसेनक्रुप्प इंडस्ट्रियल इंजीनियरिंग कंपनी ने राइन ब्राउन कोयला समूह से उच्च तापमान वाली HTWTM गैसीकरण तकनीक से संबंधित सभी बौद्धिक संपदा एवं विशेषज्ञता हासिल की। इसके बाद जर्मनी के ड्यूसेलडॉर्फ शहर में ऐसे परीक्षण संयंत्र बनाए गए, ताकि कोयले के नमूनों पर परीक्षण किए जा सकें एवं इस गैसीकरण तकनीक का और विकास किया जा सके। इस पायलट उपकरण का परीक्षण जून 2015 में किया जाना है। उच्च तापमान वाली HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया संबंधी तकनीकों की मालिक कंपनी है “टिसेनक्रुप्प इंडस्ट्रियल इंजीनियरिंग कंपनी”。 यह कंपनी जर्मनी के डॉर्टमुंड शहर में स्थित है, एवं एक इंजीनियरिंग ठेका कंपनी है। अपनी उच्च स्तर की विशेषज्ञता वाली टीम (दुनिया भर में 5600 से अधिक कर्मचारी) एवं दुनिया भर में स्थित अपनी सहायक कंपनियों/शाखाओं के नेटवर्क के दम पर, इस कंपनी ने अब तक दुनिया भर में 2000 से अधिक परियोजनाओं को सफलतापूर्वक पूरा किया है। वर्षों के इंजीनियरिंग अनुभव के बाद, टिसेनक्रुप प्रोसेस इंजीनियरिंग कंपनी को गैसीकरण उपकरणों के डिज़ाइन एवं निर्माण में व्यापक अंतरराष्ट्रीय अनुभव है। दुनिया भर में इस कंपनी ने 100 से अधिक गैसीकरण उपकरणों का डिज़ाइन एवं निर्माण किया है, एवं उन्हें सफलतापूर्वक संचालित भी किया गया है। 1. गैसीकरण तकनीक की विशेषताएँ/प्रक्रिया: हाई-टेम्परेचर विंकलर HTWTM गैसीकरण तकनीक, भूरे कोयले जैसे निम्न गुणवत्ता वाले कोयलों के लिए उपयुक्त एक दबाव-आधारित फ्लोटिंग-बेड गैसीकरण तकनीक है। इस तकनीक में इनपुट यूनिट, गैसीकरण यूनिट, सिंथेसाइज्ड गैस को ठंडा करने हेतु यूनिट, शुष्क धूल हटाने हेतु यूनिट, एवं सिंथेसाइज्ड गैस को शुद्ध करने हेतु यूनिट शामिल हैं। कच्चा कोयला, सूखने एवं पूर्व-संसाधना इकाइयों से होकर गुजरता है; इस प्रक्रिया में इसे पीसकर ऐसी कोयले की पिसी हुई सामग्री बना दी जाती है, जो उच्च तापमान वाली HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया की आवश्यकताओं के अनुरूप होती है। इसके बाद यह कोयला “कोयला-लॉकिंग सिस्टम”, “स्टार-शेप फीडर” एवं “स्पाइरल फीडिंग सिस्टम” से होकर गुजरता है। इस प्रक्रिया में इसका दबाव सामान्य दबाव से गैसीकरण हेतु आवश्यक दबाव तक बढ़ा दिया जाता है, और फिर इसे गैसीकर गैसीकरण भट्टी में, गैसीकरण का तापमान कोयले के ग्रेफुटाइंग बिंदु से कम ही रखना आवश्यक है। भट्ठी के अंदर, तापमान के आधार पर, निचला हिस्सा “फ्लो-बेड क्षेत्र” कहलाता है, जबकि ऊपरी हिस्सा “द्वितीयक गैसीकरण क्षेत्र” कहलाता है। फ्लूइडाइज्ड बेड क्षेत्र में, तापमान का वितरण अपेक्षाकृत समान होता है, एवं वहाँ ठोस कण भी काफी संख्या में मौजूद होते हैं। कोयले की सामग्री को तरल अवस्था में बनाए रखने हेतु, अधिकांश भाप को गैसीकरण भट्टी के नीचे स्थित नोजलों के माध्यम से भट्टी में डाला जाता है; यह भाप तरलीकरण हेतु आवश्यक गैस का कार्य करती है। शेष भाप, ऑक्सीजन के साथ मिलकर, गैसीकरण भट्टी की विभिन्न सतहों पर स्थित नोजलों के माध्यम से भट्टी में डाली जाती है; यह मिश्रण गैसीकरण हेतु आवश्यक पदार्थ का कार्य करता है। विकेंद्रीकृत तरीके से ऑक्सीजन देने से, बड़े आकार के थक्कों के बनने को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता गैसीकरण प्रक्रिया के दौरान, सिंथेटिक गैस में थोड़ी मात्रा में राख भी होती है; यह राख फ्लूइडाइज्ड बेड क्षेत्र से निकलकर द्वितीयक गैसीकरण क्षेत्र में जाती है। इस क्षेत्र में ठोस पदार्थों का घनत्व कम होता है; अतः उच्च कार्बन रूपांतरण दर प्राप्त करने एवं अवांछित उत्पादों की रोकथाम हेतु, द्वितीयक गैसीकरण क्षेत्र में भी गैसीकरण एजेंटों को डालना आवश्यक है। गैसीकरण दबाव में वृद्धि होने के कारण (जो 3.0 मेगापास्कल तक पहुँच सकता है), गैसीकरण भट्टी का व्यास कम हो जाता है; इससे द्वितीयक गैसीकरण का प्रभाव और अधिक स्पष्ट हो जाता है। सिंथेटिक गैस में मौजूद अधिकांश फ्लाई ऐश को उच्च-कार्यक्षमता वाले साइक्लोन सेपरेटरों के द्वारा अलग कर दिया जाता है, एवं इसे पुनः फ्लूइडाइज्ड बेड में भेजकर वहाँ पुनः गैसीकृत किया जाता है। गैसीकरण भट्टी के निचले हिस्से से निकलने वाली राख को सर्पिल शीतलन परिवहन प्रणाली के माध्यम से लॉक-डंप सिस्टम में भेजा जाता है। गैसीकृत सिंथेटिक गैस, साइक्लोन सेपरेटर से निकलने के बाद अवशिष्ट ऊष्मा प्राप्त करने हेतु रिसाइक्लिंग बॉयलर में जाती है; इस प्रक्रिया में मध्यम एवं उच्च दबाव वाली संतृप्त भाप भी उत्पन्न हो सिंथेटिक गैस को अतिरिक्त ऊष्मा वाले बॉयलर में ठंडा करने के बाद, इसे सिरेमिक फिल्टर में भेजा जाता है, ताकि उसमें मौजूद धूल फिल्टर होने के बाद, धूल-कण सिरेमिक फिल्टर की बाहरी सतह पर चिपक जाते हैं। एक्टिवेटेड कार्बन (अर्थात् गलाए न गए धूल-कण) के कारण इन धूल-कणों में अवशोषण की क्षमता होती है; इसके कारण सिंथेटिक गैस में मौजूद अधिकांश लवण, भारी धातुएँ एवं अन्य हानिकारक पदार्थ अवशोषित हो जाते हैं। इससे बाद की धोने वाली प्रक्रियाओं में उत्पन्न होने वाले अपशिष्ट जल की मात्रा में काफी कमी आ जाती है। वॉशिंग यूनिट में, सिंथेटिक गैस में मौजूद अवशिष्ट लवण, बारीक राख आदि को और अधिक हटा दिया जाता है। तकनीकी लाभ:
(1) विभिन्न प्रकार के कच्चे मालों के साथ संगतता: हाई-टेम्परेचर विंकलर HTWTM गैसीकरण तकनीक, विभिन्न प्रकार के कच्चे मालों के साथ संगत है। लगभग 50 वर्षों के तकनीकी विकास एवं व्यावहारिक अनुभवों के आधार पर, इस तकनीक का उपयोग दुनिया भर के विभिन्न प्रकार के कच्चे मालों के लिए किया गया है। इनमें उच्च सक्रियता वाला ब्राउन कोयला, उच्च गलनांक एवं उच्च सल्फर सामग्री वाला कोयला, जैव-ईंधन, एवं घरेलू कचरा आदि शामिल हैं। यह खराब गुणवत्ता वाले कोयले के लिए सबसे उपयुक्त गैसीकरण तकनीक है। (2) दबाव-आधारित फ्लूइडाइज्ड बेड गैसीकरण तकनीक: अधिकतम गैसीकरण दबाव 3.0 मेगापास्कल होता है। जैसे-जैसे वाष्पीकरण दबाव बढ़ता है, वाष्पीकरण प्रक्रिया की गति भी तेज हो जाती है। इससे वाष्पीकरण यंत्र की प्रति इकाई क्षेत्रफल पर संसाधन करने की क्षमता बढ़ जाती है; जिससे उत्पादन क्षमता में वृद्धि होती है। साथ ही, इससे सिंथेटिक गैस को और अधिक शुद्ध करने में भी मदद मिलती है, एवं यह निचली प्रक्रियाओं के साथ दबाव संतुलन बनाए रखने में भी सहायक होता है। (3) पर्यावरण संरक्षण, जल-संरक्षण: चूँकि गैसीकरण का तापमान कोयले के ग्रेफुटेशन बिंदु से कम होता है, इसलिए शुष्क विधि से ही अपशिष्टों का निपटान किया जाता है; साथ ही उन अपशिष्टों का पुनः उपयोग भी किया जाता है। इससे टार एवं फेनॉल जैसे पदार्थों युक्त काले जल का निर्माण नहीं होता। अपशिष्ट जल की मात्रा बहुत कम होती है, इसका निपटान भी आसान होता है; इस प्रकार औद्योगिक स्तर पर लगभग शून्य उत्सर्जन होता है (4) कम लागत, उच्च दक्षता: हाई-टेम्परेचर विंकलर HTWTM गैसीकरण यंत्र, एक ऐसा दबाव वाला पात्र है जिसकी आंतरिक सतह अग्निरोधक होती है। इस यंत्र में कोई आंतरिक घटक नहीं होता; इसकी संरचना सरल है, रखरखाव की लागत कम है, एवं यह विश्वसनीय रूप से कार्य करता है। उच्च तापमान वाली विंकलर HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया में, ठंडी गैस की उत्पादन दर 77% से अधिक है; जबकि कार्बन का रूपांतरण दर 95% से अधिक है। (5) प्रक्रिया विश्वसनीय है, एवं इसका औद्योगिक उपयोग संभव है: उच्च तापमान वाली विंकलर HTWTM गैसीकरण तकनीक की विश्वसनीयता की पुष्टि जर्मनी की बाइरेनराट में स्थित ब्राउन कोयले से मेथनॉल उत्पादन संबंधी औद्योगिक परियोजनाओं में की गई है। लगातार 12 वर्षों तक विश्वसनीय रूप से कार्य करना; औसतन उपकरणों की ऑनलाइन दर 85% से अधिक रही, जबकि सबसे बेहतर वर्षों में यह दर 91% तक पहुँच गई। द्वितीय: तकनीकी विशेषताएँ एवं मापदंड
गैसीकरण तकनीक का प्रकार – शुष्क पाउडर दबावयुक्त फ्लूइडाइज्ड बेड गैसीकरण तकनीक
गैसीकरण तकनीक का नाम – उच्च-तापमान विंकलर HTWTM गैसीकरण तकनीक
गैसीकरण भट्ठी के प्रकार – परियोजना की आवश्यकताओं के अनुसार, दैनिक कोयला खपत 3800 टन तक होने वाली विभिन्न प्रकार की भट्ठियाँ उपलब्ध हैं।
गैसीकरण भट्ठीों का संयोजन – परियोजना की विशेषताओं के आधार पर, अतिरिक्त भट्ठियों की आवश्यकता हो सकती है।
कोयला आपूर्ति विधि – लॉकहॉपर प्रणाली एवं उच्च-दबाव वाली स्क्रू फीडिंग प्रणाली का उपयोग किया जाता है।
कोयला आपूर्ति स्थल – गैसीकरण भट्ठी के निचले हिस्से में स्थित फ्लूइडाइज्ड बेड क्षेत्र।
नोजलों का प्रकार एवं विशेषताएँ – विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
प्रवाह विधि – दबावयुक्त फ्लूइडाइज्ड बेड।
अग्निरोधक आवरण – विशेष आवरण सामग्री का उपयोग किया जाता है।
सिंथेसिस गैस का शीतलन – अपशिष्ट ऊष्मा बॉयलर का उपयोग किया जाता है।
गैसीकरण माध्यम – भाप, ऑक्सीजन/हवा।
तकनीक का विकास – कई बड़े औद्योगिक प्रयोगों में इस तकनीक का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है।
संचालन अवधि – 12 वर्षों तक निरंतर संचालन; औसतन 85% उपकरण उपलब्ध रहते हैं; सर्वोत्तम वर्ष में यह दर 91% रही।
कोयले का आकार – 0–10 मिमी।
कोयले के प्रकार – पीट, भूरा कोयला, उच्च-राख/सल्फर वाला कोयला, जैविक पदार्थ, घरेलू कचरा आदि।
कोयले का औद्योगिक विश्लेषण – कार्बन (शुष्क/राख-रहित आधार पर): 40–80%; वाष्पशील पदार्थ: 38–88%; राख की मात्रा: ≤45%; सल्फर की मात्रा: कोई प्रतिबंध नहीं।
संचालन शर्तें – गैसीकरण तापमान: राख के गलनांक से 200–300°C कम; गैसीकरण दबाव: 1.0–3.0 मेगापास्कल।
कच्ची गैस की संरचना – CO: 29.4%, H2: 29.5%, CO2: 18.8%, CH4: 4.0%, N2+Ar: 0.5%, H2O: 17.5%, अन्य: 0.3%।
यह परिणाम कम-राख वाले भूरे कोयले के शुद्ध ऑक्सीजन गैसीकरण का है।
प्रक्रिया संकेतक – ऑक्सीजन की खपत: ≤300 Nm³/1000 Nm³ (CO+H2); भाप की खपत: परियोजना के आधार पर; गैस उत्पादन: एक भट्ठी से अधिकतम 155,000 Nm³/घंटा; कार्बन रूपांतरण दर: 95% से अधिक।
उपयोग – उर्वरक उत्पादन, मेथनॉल, हाइड्रोजन उत्पादन, सिंथेटिक प्राकृतिक गैस, सिंथेटिक तेल, IGCC आदि।
तृतीय: संचालन उदाहरण – उच्च-तापमान विंकलर HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया 50 वर्षों से विकसित हो रही है; दुनिया भर में इसके कई सफल औद्योगिक उदाहरण हैं। इनमें से, 1986 में जर्मनी के वाइसेनराट शहर में स्थापित “हाई-टेम्परेचर विंकलर HTWTM” नामक ब्राउन कोयले से मेथनॉल उत्पादन हेतु प्रदर्शनीय संयंत्र में, HTWTM गैसीकरण प्रक्रिया के अलावा, सिंथेटिक गैस की शुद्धिकरण, संपीड़न, कार्बन मोनोऑक्साइड का रूपांतरण, तथा गंधक/कार्बन निकालने संबंधी प्रक्रियाएँ भी शामिल हैं। इस औद्योगिक प्रदर्शन उपकरण में, प्रत्येक गैसीकरण यंत्र में प्रतिदिन 720 टन कोयला इस्तेमाल होता है; संचालन दबाव 1.0 मेगापास्कल है। सिंथेटिक गैस का उत्पादन दर 54,000 मानक घन मीटर/घंटा है। सिंथेटिक गैस का उपयोग मेथनॉल उत्पादन हेतु कच्चे पदार्थ के रूप में किया जाता है। वर्ष 1997 के अंत तक, इस उपकरण ने कुल 6.7 लाख घंटे तक काम किया। इस दौरान 16 लाख टन शुष्क भूरे कोयले को गैसीकृत किया गया, एवं कुल 8 लाख टन मेथनॉल उत्पन्न हुआ। उच्च तापमान वाली विंकलर HTWTM गैसीकरण तकनीक की विश्वसनीयता की पुष्टि इस औद्योगिक प्रदर्शन परियोजना में पूरी तरह से हुई है। लगातार 12 वर्षों तक विश्वसनीय रूप से कार्य करना; औसतन उपकरणों की ऑनलाइन दर 85% से अधिक रही, जबकि सबसे बेहतर वर्षों में यह दर 91% तक पहुँच गई। यह औद्योगिक प्रदर्शन उपकरण, अब तक दुनिया भर में सबसे लंबे समय तक कार्य करने वाला, एवं सबसे विश्वसनीय “दबाव-आधारित फ्लूइडाइज्ड बेड गैसीकरण उपकरण” है।

क्या इस गैसीकरण तकनीक का उपयोग देश में भी किया जाता है?

यह तकनीक एक मूलभूत तकनीक है; यह कुछ आधुनिक कोयला-रसायन उद्योग संबंधी तकनीकों का आधार है। देश में ऐसी परियोजनाओं पर अनुसंधान एवं विकास कार्य करने हेतु बहुत धैर्य की आवश्यकता है।

SASOL के पास भी यह तकनीक है।