देश में विभिन्न प्रकार की गैसीकरण तकनीकों की वर्तमान स्थिति

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देश में विभिन्न प्रकार की गैसीकरण तकनीकों की वर्तमान स्थिति
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तारीख: 2016-08-03
दृश्यता: 25

I. स्थिर-बेड गैसीकरण तकनीक की वर्तमान स्थिति
चीन में स्थिर-बेड गैसीकरण तकनीक का उपयोग 20वीं शताब्दी के 50 के दशक से ही शुरू हुआ। इसका उपयोग मुख्य रूप से भूरी कोयले को गैस में परिवर्तित करके संश्लेषित अमोनिया बनाने हेतु किया जाता है। मूल युन्नान लिबरेशन आर्मी फर्टिलाइजर फैक्ट्री, चीन की वह पहली कंपनी थी जिसने कोयले को दबाकर गैस में बदलने हेतु ऐसे उपकरणों का उपयोग किया। यह उपकरण “प्रथम पीढ़ी का रूची भट्ठी” था। वर्तमान में, युन्नान जीहुआ समूह के पास 14 “लाओ लूची” भट्टियाँ हैं; इनमें से 1 भट्टी को “कोयला-अवशेषों के दबावपूर्ण गैसीकरण हेतु भट्टी” (BGL भट्टी) में परिवर्तित किया गया, एवं इसका उपयोग 2006 में सफलतापूर्वक शुरू हुआ। 1980 के दशक के मध्य के बाद, हमारे देश में कोयले को दबावपूर्वक गैसीकृत करने वाले उपकरणों का काफी विकास हुआ। तियानजी समूह, लानझोउ गैस प्लांट, हार्बिन गैसीकरण संयंत्र, हेनान यीमा आदि कंपनियों में ऐसे उपकरण मौजूद हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से शहरी गैस, सिंथेटिक अमोनिया, मेथनॉल, डाइमीथाइल ईथर, प्राकृतिक गैस एवं कोयले के अप्रत्यक्ष तरीकों से तरलीकरण हेतु किया जाता है। लानझोउ गैस प्लांट में 5 मार्क-Ⅱ प्रकार के रूची उपकरण हैं; इनका उपयोग मुख्य रूप से शहरी गैस उत्पादन हेतु किया जाता है। उपभोक्ताओं की कमी के कारण अब इन उपकरणों का उपयोग बंद कर दिया गया है। ； 1980 के दशक के अंत में, हार्बिन गैसीकरण संयंत्र ने मूल रूप से **जर्मनी** से 5 PKM प्रकार के गैसीकरण भट्टियाँ (जो तीसरी पीढ़ी की लुर्गी भट्टियों के समान हैं) आयात की थीं। ； शेष उद्यमों में प्रयोग में आने वाले भट्टियाँ सभी “मार्क-Ⅳ” प्रकार की कोयला-विघटन हेतु उपयोग में आने वाली दबावयुक्त गै पिछले कुछ वर्षों में, कोयले को दबाव के साथ गैसीकृत करने हेतु ऐसे उपकरणों का उपयोग करने वाली प्रमुख कंपनियों में शान्सी लूआन, शिनजियांग गुआंगहुई, इनर मंगोलिया की डाटांग इंटरनेशनल के के-ची, शिनजियांग की इली किंगहुआ, गुओडियान चिफेंग फर्टिलाइजर, जिनमेई जिनशी, डाटांग इंटरनेशनल के फूशिन, इली का शिनतियान, एवं हेनान की जिनमेई तियानकिंग आदि शामिल हैं। इनमें से, डाटांग इंटरनेशनल के के-ची में स्थित गैसीकरण उपकरण, 4.0 MPa के दबाव पर कार्य करने वाला दुनिया का पहला ऐसा उपकरण है; इसका सफल परीक्षण मई 2012 में किया गया। ； जिनमेई जिनशी के क्रश्ड कोल प्रेशराइज्ड गैसीफिकेशन प्लांट में गैसीफिकेशन हेतु कच्चा माल जिनचेंग का 15 नंबर वाला कोयला है। अब तक इसमें सफलतापूर्वक कोयला डाला जा चुका है; इससे यह साबित होता है कि क्रश्ड कोल प्रेशराइज्ड गैसीफिकेशन तकनीक, जिनचेंग के एंथ्रेसाइट कोयले को अकेले ही संसाधित कर सकती है। फिक्स्ड-बेड गैसीकरण प्रक्रिया में आमतौर पर जो समस्याएँ होती हैं, वे हैं – गैसीकरण प्रक्रिया के दौरान निकलने वाले अपशिष्ट जल की मात्रा बहुत अधिक होती है; इस अपशिष्ट जल में टार, अमोनिया, फेनॉल जैसे पदार्थ मौजूद होते हैं। इन पदार्थों के निपटान हेतु अभी तक कोई उचित विधि उपलब्ध नहीं है। हालाँकि, फेनॉल एवं अमोनिया को अलग करके उन्हें शोधन केंद्रों में भेजा जा सकता है, लेकिन ऐसा करना बहुत कठिन है, एवं अपशिष्ट जल के शोधन हेतु आवश्यक निवेश एवं लागत भी काफी अधिक होती है। फिक्स्ड-बेड गैसीफिकेशन प्रक्रिया में, डाटांग इंटरनेशनल के केची एवं शिनजियांग गुआंगहुई परियोजनाओं में भट्ठी के क्षरण की समस्या देखी गई। इसके अलावा, इनर मंगोलिया एवं शिनजियांग में कोयले की थर्मल स्थिरता कम होने के कारण उत्पादन लक्ष्य हासिल नहीं हो पाया। द्वितीय, फ्लो-बेड गैसीकरण तकनीक की वर्तमान स्थिति
फ्लो-बेड गैसीकरण उपकरणों में सरल संरचना, मध्यम संचालन तापमान, आसान संचालन, उच्च प्रसंस्करण क्षमता, उत्पन्न होने वाली गैस में टार जैसे पदार्थों की अनुपस्थिति, विभिन्न प्रकार के कोयलों का उपयोग करने की क्षमता, एवं 10 सेमी से छोटे आकार के कोयलों का सीधे उपयोग करने की सुविधा जैसे लाभ हैं। इन्हीं कारणों से कुछ उद्यमों द्वारा इस तकनीक को महत्व दिया जा रहा है, एवं इसका उपयोग भी किया जा रहा है। शंघाई कोकिंग प्लांट ने वर्ष 1993 में U-गैस गैसीकरण तकनीक एवं उपकरणों को अपनाया। यहाँ कुल 8 गैसीकरण यंत्र हैं; जिनमें से 6 यंत्र सक्रिय रूप से कार्य करते हैं, जबकि 2 यंत्र आपातकालीन स्थितियों हेतु उपलब्ध हैं। प्रत्येक गैसीकरण यंत्र की डिज़ाइन क्षमता 20,000 मीटर³/घंटा है। यह प्लांट वर्ष 1995 अप्रैल में संचालन में आया। यह दुनिया में U-गैस तकनीक का पहला औद्योगिक संयंत्र था। वर्ष 1995 से लेकर अक्टूबर 1996 तक कुल 15,000 घंटे तक इस प्लांट का संचालन हुआ। गैसीकरण हेतु उपयोग में आने वाला कोयला चीन के शेनफू क्षेत्र से आया, एवं इसकी मात्रा 50,000 टन रही। इस उपकरण सेट के वास्तविक संचालन परिणाम, निर्धारित मानकों तक नहीं पहुँच पाए। साथ ही, शंघाई शहर में शहरी गैस के स्थान पर प्राकृतिक गैस का उपयोग शुरू होने के कारण, U-गैस गैसीकरण यंत्र 2002 की शुरुआत में ही बंद कर दिया गया। वर्ष 2005 में, SES कंपनी ने जोंगनेंग शियाओक्सिन (इनर मंगोलिया) कोयला-रसायन उत्पादन कंपनी के साथ सहयोग किया। इस सहयोग के तहत U-गैस गैसीकरण तकनीक का उपयोग करके प्रति वर्ष 225,000 टन मेथनॉल एवं 150,000 टन डाइमीथाइल ईथर उत्पन्न करने की योजना बनाई गई। वर्ष 2008 में, शानडोंग के ज़ाओज़ुआंग में “एसिन्स न्यू गैस कंपनी लिमिटेड” द्वारा 2 ऐसे यू-गैस प्रेशराइज्ड गैसीफिकेशन उपकरण स्थापित किए गए; प्रत्येक उपकरण की क्षमता 400 टन/दिन थी। इन उपकरणों का उपयोग 1 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाले मेथनॉल उत्पादन संयंत्रों में कच्चे माल के रूप में गैस उत्पन्न करने हेतु किया गया। हेनान यीमा की पहली चरण की 3 लाख टन/वर्ष क्षमता वाली मेथनॉल उत्पादन परियोजना में, 2 प्रयोगात्मक एवं 1 आपातकालीन स्थिति हेतु कुल 3 ऐसे यू-गैस प्रेशराइज्ड गैसीफिकेशन ओवनों का उपयोग किया गया; इन ओवनों की क्षमता 1200 टन/दिन थी। यह परियोजना जून 2012 में निर्माण की दृष्टि से पूरी हुई, एवं दिसंबर में पहला गैसीफिकेशन ओवन सफलतापूर्वक परीक्षण हेतु त देश में 2009 में TRIG सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड गैसीकरण तकनीक को अपनाना शुरू हुआ। वर्तमान में दो परियोजनाओं में इस तकनीक का उपयोग किया जा रहा है – डोंगगुआन झोंगके (झेंगयू) गैसीकरण लिमिटेड की IGCC परियोजना में 1700 टन/दिन क्षमता वाला TRIG गैसीकरण यंत्र लगाया गया है, जबकि बोयुआन ग्रुप की सुनिट ऊर्जा-बचत परियोजना में 1200 टन/दिन क्षमता वाला TRIG गैसीकरण यंत्र लगाया गया है। फिलहाल, ये दोनों परियोजनाएँ अभी तक संचालन में नहीं हैं। फ्लो-बेड गैसीकरण तकनीक, हमारे देश में एक नई प्रकार की गैसीकरण प्रक्रिया है; यह अभी शुरुआती चरण में है, और इसके व्यापक उपयोग तक पहुँचने में अभी बहुत समय लगेगा। फ्लो-बेड गैसीकरण तकनीक में पतले घोल का चरण मौजूद होने के कारण, इस प्रक्रिया में गैसीकरण की दर कम होती है। इसके अलावा, कार्बन रूपांतरण दर, फिक्स्ड-बेड एवं फ्लुइडाइज्ड-बेड गैसीफायरों की तुलना में कम होती है। तीन, गैस-फ्लो बेड विधि से गैसीकरण की वर्तमान स्थिति
1. वॉटर-कोयला-पेस्ट विधि से गैसीकरण की वर्तमान स्थिति
वॉटर-कोयला-पेस्ट विधि, इस क्षेत्र में अपनी स्थिरता एवं विश्वसनीयता के लिए प्रसिद्ध है। इस विधि में कोयले का ग्रेफुटाइंग बिंदु 1350℃ से कम होना आवश्यक है (वॉटर-कूल्ड वॉल वाले चिंगहुआ भट्टियों में यह सीमा थोड़ी बढ़ाई जा सकती है)। साथ ही, कोयले में पेस्ट बनाने की अच्छी क्षमता होनी आवश्यक है; आम तौर पर यह 58% से अधिक होना चाहिए। यदि यह मान स्तर कम हो, तो गैसीकरण भट्टी के संचालन पर आर्थिक प्रभाव पड़ता है। यूनाइटेड स्टेट्स की टेक्साको गैसीफिकेशन तकनीक (जो अब GE गैसीफिकेशन तकनीक के नाम से जानी जाती है), के पास चीन में लगभग 30 वर्षों का औद्योगिक अनुभव है। यहाँ लगभग 180 गैसीफिकेशन यंत्र सफलतापूर्वक कार्यरत हैं; इसलिए इस तकनीक का औद्योगिक विकास उच्च स्तर पर है, एवं यह तकनीक पूरी तरह विकसित हो चुकी है शंघाई में कोकिंग कोयले से शहरी गैस/मेथनॉल उत्पादन, वेई नदी पर कोयले से सिंथेटिक अमोनिया/यूरिया उत्पादन, तथा पुचेंग में स्वच्छ ऊर्जा आदि परियोजनाएँ सामान्य रूप से संचालित हो रही हैं; इनका निरंतर संचालन अधिकतम 180 दिनों तक हुआ है। पूर्वी चीन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के पास बहु-नोजल वाली विपरीत दिशा में कार्य करने वाली जल-कोयला गैसीकरण तकनीक का 10 वर्षों का औद्योगिक अनुभव है। यह तकनीक परिपक्व, उन्नत एवं स्थिर है; इसका न्यूनतम निरंतर संचालन समय 90 दिन है। शेनहुआ निंगमेई, शंघाई कोक उद्योग, आनयांग यिंगडे आदि परियोजनाओं में भी इसी तकनीक का उपयोग किया गया है। इस प्रकार की गैसीकरण तकनीक की मुख्य कमी यह है कि इसके लिए कोयले की गुणवत्ता उच्च होनी आवश्यक है। गैसीकरण भट्ठी के बर्नर एवं अग्निरोधक ईंटों में अक्सर समस्याएँ उत्पन्न होती हैं; इन्हें नियमित रूप से बदलना आवश्यक है। औसतन, हर 1-2 महीने में भट्ठी को रोककर उसकी मरम्मत करनी पड़ती है। बहु-सामग्री वाले प्लास्ट से गैस उत्पादन हेतु भी दस साल से अधिक का औद्योगिक अनुभव है; इस तकनीक में परिपक्वता है, एवं इसका संचालन सुचारू रूप से होत टिंगहुआ भट्टी, अन्य वॉटर-कोयला स्लरी गैसीकरण प्रणालियों की तुलना में, औद्योगिक स्तर पर कम समय तक ही कार्य कर पाती है; इसकी तकनीक में सुधार की आवश्यकता है। 2. सूखे कोयले के पाउडर के वाष्पीकरण संबंधी तकनीकों की वर्तमान स्थिति: सूखे कोयले के पाउडर को दबाव के साथ वाष्पीकृत करने संबंधी तकनीकें, आजकल कोयला-रसायन उद्योग में प्रचलित हैं; ऐसी तकनीकें विभिन्न प्रकार के कोयलों के लिए भी उपयुक्त हैं। भट्टी में इस्तेमाल होने वाली कोयले की राख का गलनांक T4 1400℃ से कम होना चाहिए; सिलिकॉन-एल्यूमिनियम अनुपात 1.6 से अधिक होना चाहिए (नीचे जाने वाली जल-शीतलन प्रक्रिया में इस मान को थोड़ा कम किया जा सकता है); एवं संचालन हेतु आवश्यक तापमान 120℃ से अधिक होना चाहिए। चीन में GSP गैसीकरण तकनीक का औद्योगिक उपयोग कुछ वर्षों से हो रहा है। वर्तमान में सभी परियोजनाएँ सुचारू रूप से चल रही हैं; इनमें से सबसे लंबे समय तक चलने वाली परियोजना 130 दिनों तक चली है। उदाहरण के लिए, निंगशिया कोयला उद्योग समूह की 830,000 टन/वर्ष क्षमता वाली डाइमिथाइल ईथर उत्पादन परियोजना, एवं शानशी लैनहुआ कोयला रासायनिक उद्योग लिमिटेड की “जिनचेंग 3052” परियोजना। चीन में शेल की गैसीकरण तकनीक का 15 वर्षों से औद्योगिक उपयोग हो रहा है; यह वर्तमान में दुनिया की सबसे उन्नत गैसीकरण तकनीकों में से एक है। वर्ष 2000–2009 के दौरान चीनी कंपनियों ने 23 ऐसे उपकरण खरीदे। लेकिन कुछ उपकरणों के आयात होने एवं उनके संचालन हेतु उच्च मानकों के कारण, केवल आधे ही उपकरण ही सफलतापूर्वक कार्य कर पाए। इन उपकरणों का प्रदर्शन अपेक्षाओं के अनुरूप नहीं रहा। घरेलू स्तर पर, शेल के संचालन के बाद होने वाली अनियमितताओं को लेकर लंबे समय से विवाद चल रहा था। इस समस्या को हल करने हेतु, शेल एवं उपयोगकर्ता कंपनियों ने घटकों के स्थानीय स्तर पर उत्पादन को तेज़ करने, तकनीकी आदान-प्रदान एवं बौद्धिक संपदा संरक्षण को मजबूत करने, तथा स्थिर संचालन सुनिश्चित करने हेतु अथक प्रयास किए हैं। अब उद्योग में स्थिर संचालन संभव हो गया है। जैसे कि दातांग डुलुन में कोयले से ऑलिफिन बनाने की परियोजना, युन्नान तियानआन में सिंथेटिक अमोनिया बनाने की परियोजना, हेनान हेबी में मेथनॉल बनाने की परियोजना, शेनहुआ में कोयले से तेल बनाने की परियोजना आदि। इन परियोजनाओं में एक ही भट्ठी को 120 दिनों से अधिक समय तक लगातार उच्च भार पर चलाने में सफलता प्राप्त हुई है; अर्थात् ऐसा करना अब सामान्य बात बन गई है। ； शुआंगहुआन, लियूहुआ, योंगचेंग आदि स्थानों पर स्थित शेल की गैसीकरण उपकरणें कुल मिलाकर 320 दिनों से अधिक समय तक कार्यरत रहीं; इनमें सबसे अधिक समय 341 दिनों तक रहा। औद्योगीकरण के बाद से अब तक अंतरिक्ष भट्टियों का उपयोग आठ वर्षों से हो रहा है। लगातार प्रयोगों एवं सुधारों के माध्यम से, इन भट्टियों से संबंधित डिज़ाइन एवं संचालन संबंधी काफी अनुभव अर्जित हुआ है। इसके कारण ये तकनीकें काफी परिपक्व हो गई हैं, एवं इनका संचालन भी बेहतर पाउडर कोयले के गैसीकरण की अन्य प्रक्रियाओं, जैसे द्विचरणीय भट्ठी एवं ओरिएंटल भट्ठी, का उपयोग अभी तक केवल 1-2 परियोजनाओं में ही किया गया है। इन प्रक्रियाओं का औद्योगिक स्तर पर उपयोग अभी शुरुआती चरण में ही है; इसलिए इन तकनीकों में सुधार एवं विकास आवश्यक है। निंगमेई भट्ठी अभी चालू नहीं हुई है; इसका परिणाम देखना बाकी है।