بغیر چکردار عمل کے کوئلے سے گیس تیار کرنے کا طریقہ
Thread Content
میں نے بغیر چکر دار عمل کے کوئلے سے گیس تیار کرنے کی نئی تکنیک ایجاد کی۔مصنف/ذریعہ: چائنا کیمیکل انڈسٹری رپورٹ، تاریخ: 25-05-2016، کل کلکس: 13
روایتی طریقوں کو تبدیل کرتے ہوئے، درآمدات پر انحصار ختم کیا گیا۔ متعدد سالوں کی محنت کے بعد، ہمارے ملک نے بغیر چکر دار عمل کے کوئلے سے گیس تیار کرنے کی نئی تکنیک، میتھانیشن کیٹالسٹ اور ری ایکٹر سے متعلق جدید ٹیکنالوجیوں پر قبضہ کر لیا۔ اس طرح ہمارا ملک کوئلے سے قدرتی گیس تیار کرنے کی ٹیکنالوجی کے میدان میں دنیا کے ترقی یافتہ ممالک کی صف میں شامل ہو گیا۔ یہ خبر 21 سے 22 مئی کو چنگداؤ میں منعقد ہونے والے 2016 (دوسرا) چینی جدید کوئلہ کیمیکلز بین الاقوامی سمپوزیم سے موصول ہوئی ہے۔ شین وو گروپ، بیجنگ ہوا فو انجینئرنگ کمپنی، دالیان ریک، ژونگمی لونگ ہوا جیسی کمپنیوں کے تعاون سے، 8 سال کی محنت کے بعد دنیا میں پہلی بار اس غیر-چکردار میتھانائزیشن کی نئی تکنیک کو تیار کرنے میں کامیاب ہوئی۔ معلوم ہوتا ہے کہ ہمارے ملک میں پہلے سے قائم، یا تعمیراتی مراحل میں موجود بڑے پیمانے پر کوئلے سے قدرتی گیس تیار کرنے والے منصوبوں میں، استعمال ہونے والے میتھینیفیکشن آلات میں سے تمام آلات بیرونِ ملک سے درآمد کردہ جدید میتھینیفیکشن ٹیکنالوجی سے لیس ہیں۔ اس عمل میں ردِعمل کا درجہ حرارت، گردش کرنے والی ہوا کی مقدار کو کنٹرول کرکے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کار کے نقصانات میں گردش کرنے والی ہوا کی زیادہ مقدار، اعلی درجہ حرارت والے کمپریسروں کی ضرورت، بنیادی آلات اور کیٹالسٹوں کی درآمد پر انحصار، سرمایہ کاری اور توانائی کی زیادہ خرچ ہونا، اور درجہ حرارت میں اچانک اضافہ ہونا شامل ہیں۔ شین وو گروپ کی بیجنگ ہوا فو انجینئرنگ کمپنی کے جنرل مینیجر وانگ چن یا کے مطابق، روایتی طریقوں کے مقابلے میں، اس کمپنی نے جو نیا طریقہ تیار کیا ہے، اس میں چار بڑی جدتیں اور فوائد موجود ہیں۔ پہلی بات یہ ہے کہ سرکولیٹنگ ایر کمپریسرز کو ختم کر دیا گیا، جس سے پروسیسنگ ٹیکنالوجی، کیٹالسٹ اور بنیادی آلات کو ملکی سطح پر تیار کیا جا سکا۔ اس کے نتیجے میں پلانٹ کی کُل توانائی کی کھپت 25 فیصد سے زیادہ کم ہو گئی، جبکہ سرمایہ کاری بھی 20 فیصد سے زیادہ کم ہو گئی۔ ； دوسرے الفاظ میں، ہائڈروجن اور کاربن کے تناسب کو درجہ بندی کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جس سے ہائڈروجن اور کاربن کے تناسب پر درست کنٹرول حاصل ہوتا ہے، اور مصنوعات کا معیار زیادہ مستحکم اور قابل کنٹرول ہو جاتا ； تیسرا یہ کہ خود تیار کردہ، اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرنے والے میتھین کیٹالسٹ استعمال کیے جاتے ہیں؛ جن کی قیمت مناسب ہے، اور ان کے استعمال سے لاگت بھی کم آتی ہے۔ ； چوتھا، اندرونی طور پر فضلہ حرارت کے بوائلر والے میتھینیفیکشن ری ایکٹر تیار کئے گئے ہیں؛ ان کا عمل سادہ ہے، اور انہیں بڑے پیمانے پر استعمال کرنا آسان ہے۔ اس سے پورے منصوبے کی سرمایہ کاری اور آپریشنل لاگت کم ہو جاتی ہے۔ ژونگمی لونگ ہوا نے نئی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے 330 مکعب میٹر فی گھنٹہ کی صلاحیت والا سنتھیٹک نیچرل گیس (SNG) پیدا کرنے والا آلہ تیار کیا؛ بعد میں اس کی صلاحیت کو بڑھا کر 580 مکعب میٹر فی گھنٹہ کر دیا گیا۔ گزشتہ سال 24 سے 27 اکتوبر کے درمیان، چائنا پیٹرولیم اینڈ کیمیکل انڈسٹری فیڈریشن کی جانب سے ماہرین کی ٹیم نے اس آلے کی 72 گھنٹوں تک جائزہ لیا۔ نتائج سے پتا چلا کہ یہ تجرباتی آلہ مسلسل اور مستحکم طریقے سے کام کر رہا ہے؛ تمام پیرامیٹرز ڈیزائن کے معیارات کے مطابق یا اس سے بہتر ہیں۔ میتھینیفیکیشن کے عمل میں کوئی چکر نہیں ہے، اور ہائڈروکاربنز کی مقدار کو بھی مناسب طریقے سے کنٹرول کیا جا رہا ہے۔ مصنوعات میں CH4 کی مقدار 95% سے زیادہ، H2 کی مقدار 2% سے کم ہے، جبکہ CO کی مقدار بالکل نہیں پائی گئی۔ اسی سال کی 23 نومبر کو، اس ٹیکنالوجی کی کامیابی کی تصدیق چینی تیل اور کیمیائی صنعت کی فیڈریشن کی جانب سے قائم کردہ جانچ کمیٹی نے کی؛ اس کمیٹی کا چیئرمین چینی انجینئرنگ اکیڈمی کے رکن جن یونگ تھے۔ ماہرین کے گروپ نے اتفاق سے فیصلہ دیا کہ یہ کامیابی بہت جدید ہے، اور اس پر خالص ملکی ملکیتی حقوق موجود ہیں۔ ； یہ طریقہ، سرکولیشن کمپریسرز پر ہونے والے اخراجات اور اس سے متعلق توانائی کی کھپت کو کم کرتا ہے؛ لہذا اس سے توانائی کی بچت واضح طور پر ہوتی ہے۔ اس کی جامع تکنیکی سطح بین الاقوامی معیارات کے برابر ہے۔ وانگ چنیا کے مطابق، یہ نیا طریقہ کار اب منگولیا کی بندرگاہ میں سالانہ 100 ملین Nm3، منگولیا کے شہر ووہائی میں سالانہ 300 ملین Nm3، اور شنجیانگ کے علاقے شینگووو میں سالانہ 400 ملین Nm3 کی پیداوار والے مختلف منصوبوں میں استعمال کیا جا رہا ہے؛ یہ منصوبے سنتھیٹک نیچرل گیس کی پیداوار سے متعلق ہیں، جس کے لئے کوک اسٹوو سے حاصل ہونے والی گیس، تھرمل ڈیکمپوزیشن سے حاصل ہونے والی گیس، یا کاربائیڈ فرنیس سے حاصل ہونے والی گیس کو خام مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ； سالانہ 1.3 ارب مکعب میٹر کی صلاحیت والے SNG پروسیس پیکج کی تیاری مکمل ہو گئی ہے۔
امید ہے کہ چکر کو ختم کرنے کے بعد ردِعمل کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے سے متعلق مزید معلومات حاصل ہو سکیں گی۔
یہ تکنیک، ٹیوب-کیس قسم کے میتھانول سنتھیسس ٹاور جیسی ہی ہونی چاہیے؛ یعنی ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت کو دور کرنے کے لئے ثانوی بھاپ کا استعمال کیا جاتا ہے۔
مستقل درجہ حرارت والے ری ایکٹر کا استعمال کیا جاتا ہے؛ ٹیوبوں میں کیٹالسٹ رکھا جاتا ہے، جبکہ خول کے اندر آکسیجن فری پانی موجود ہوتا ہے، جس سے بھاپ پیدا ہوتی
کیٹالسٹ کو گرم کرنے کے لئے، اس کے خول میں بھاپ پمپ کی جاتی ہے تاکہ درجہ حرارت بڑھ سکے۔
شنگھائی ہواشی ہسپتال بھی اسی قسم کی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے
تکنیکی خصوصیات: اس میں “ایک ہی درجہ حرارت والے ماحول میں میتھینیشن” کی تکنیک استعمال کی گئی ہے؛ پورے عمل کا دورانیہ بہت کم ہے، عملیاتی گیس ایک بار ہی ری ایکٹر سے گزرتی ہے، کوئی چکردار گیس یا چکردار کمپریسر نہیں ہے۔ اس طرح سرمایہ کاری کم سے کم رہتی ہے، منافع زیادہ ہوتا ہے، لاگت کم ہے، اور توانائی کی بچت بھی بہت زیادہ ہوتی ہے۔ بیرونی ٹیکنالوجیوں کے مقابلے میں، میتھانائزیشن سے متعلق سرمایہ کاری میں 30 فیصد کی کمی واقع ہوتی ہے۔ اطلاق کا دائرہ: کوکنگ فرنیس سے حاصل ہونے والی گیس، گیسیفیکیشن کے عمل سے حاصل ہونے والی گیس، اور کاربن مونو آکسائیڈ، کاربن ڈائی آکسائیڈ، ہائڈروجن جیسے عناصر پر مشتمل سنتھیٹک گیسیں۔ نمایاں کارکردگی: منگولیا کے علاقہ ایٹوک میں واقع “جیان یوان کوئلہ-کوکنگ لمیٹڈ کمپنی” کا 20,000 Nm3/گھنٹہ کی رفتار سے کوکنگ گیس سے LNG تیار کرنے کا پروجیکٹ؛ ہیگانگ شہر میں واقع “ہانشنگ انرجی ٹیکنالوجیز لمیٹڈ کمپنی” کا 30,000 Nm3/گھنٹہ کی رفتار سے کوکنگ گیس سے LNG تیار کرنے کا پروجیکٹ؛ چونگچنگ میں واقع “ہونگ ٹینگ کوئلہ-کوکنگ لمیٹڈ کمپنی” کا 30,000 Nm3/گھنٹہ کی رفتار سے کوکنگ گیس سے LNG تیار کرنے کا پروجیکٹ؛ یوننان کے علاقہ کوجیںگ میں واقع “کوجیںگ گیس گروپ لمیٹڈ کمپنی” کا 10,000 Nm3/گھنٹہ کی رفتار سے کوکنگ گیس سے LNG تیار کرنے کا پروجیکٹ۔
میں یہ بھی جاننا چاہتا ہوں کہ بڑے پیمانے پر، مثلاً 1 ارب SNG کے پیمانے پر، اس ٹیکنالوجی کے استعمال سے کون سی تکنیکی مشکلات پیش آسکتی ہیں؟ موجودہ بیرونی ٹیکنالوجی کے مقابلے میں
بڑے پیمانے کے ری ایکٹرز کے بارے میں کچھ واضح نہیں ہے؛ ہواشی میں جو ری ایکٹرز تعمیر کئے گئے ہیں، وہ سب چھوٹے پیمانے کے ہیں۔ اگر بڑے پیمانے کے ری ایکٹرز ہوتے، تو وہ سیریز-پیرالل طرز کے ری ایکٹرز ہوتے، اور اس کے علاوہ ہائڈروجن اور کاربن کے تناسب کو کنٹرول کرنے کے لئے خصوصی آلات بھی استعمال ک
پہلے ری ایکٹر سے حاصل ہونے والے بوائلر پار کا دباؤ کتنا ہے؟
میں نے ان کی اس تکنیک کے بارے میں تفصیل سے کچھ نہیں جانا۔ صرف تقریباً ہی جانکاری ہے۔
اس قسم کے ری ایکٹرز میں درجہ حرارت عموماً تین سے چار سو ڈگری ہوتا ہے، اور ان کے کیٹالسٹ بھی اعلیٰ درجہ حرارت کے لئے مناسب نہیں ہوتے؛ یعنی وہ اعلیٰ درجہ حرارت کو برداشت نہیں کر سکتے۔
لگتا ہے کہ یہ سب شنگھائی کے ہواشی اسپتال نے ہی ڈیزائن کیے ہیں، ٹھیک ہے
ضروری نہیں، بہرحال ہواشی میں تو کوئی چکردار سسٹم موجود ہی نہیں۔
یہ بغیر چکر والا، ری ایکٹر کا ڈیزائن بہت پیچیدہ ہے؛ گیس کی مقدار مناسب سطح تک نہیں پہنچ پاتی۔ نہیں معلوم کہ یہ کتنی دیر تک چل سکے گا۔
یہ ٹیوب-کیس قسم کے میتھانول ری ایکٹر جیسا ہی ہونا چاہیے، لہذا اس کے کام کرنے میں کوئی مسئلہ نہیں ہونا چاہیے۔
مجھے نہیں معلوم کہ میتھانول کے درجہ حرارت میں کتنا اضافہ ہوتا ہے، لیکن میتھینیشن کے عمل میں درجہ حرارت میں بہت زیادہ اضافہ ہوتا ہے؛ چند سیکنڈوں میں ہی درجہ حرارت 500–600 تک پہنچ جاتا ہے۔℃
ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت کو ثانوی بھاپ کے ذریعے دور کیا جاتا ہے، اور بھاپ کے دباؤ کو کنٹرول کرکے درجہ حرارت کو بھی کنٹرول کیا جاتا ہے۔
میتھینیشن کے ردِعمل سے بہت زیادہ حرارت پیدا ہوتی ہے؛ CO کے ردِعمل کی رفتار بہت تیز ہے، جبکہ CO2 کے ردِعمل کی رفتار نسبتاً سست ہے۔ میتھانول کے ردِعمل کے لئے درجہ حرارت عموماً 200 سے 230 ڈگری کے درمیان ہوتا ہے۔ اگرچہ یہ درجہ حرارت کم ہے، لیکن پھر بھی میتھانول ری ایکٹروں میں استعمال ہونے والی ٹیوبوں کے لئے خصوصی مواد جیسے ڈبل سائیڈڈ اسٹیل کا استعمال کیا جاتا ہے۔ فی الحال، بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے میتھانول ری ایکٹروں میں ٹیوبوں کا قطر Φ50 سے زیادہ نہیں ہوتا۔ کیوں؟ اس لئے کہ اگر ٹیوبوں کا قطر زیادہ ہو تو ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت کو مناسب طریقے سے خارج نہیں کیا جاسکتا۔ اگرچہ میتھانول ری ایکٹروں کے اخراجی حصے کا درجہ حرارت 230 سے 250 ڈگری ہوتا ہے، لیکن ٹیوبوں کے اندرونی حصے کا درجہ حرارت کیا ہوتا ہے؟ اس کا تعین کیٹالسٹ کی خصوصیات سے ہوتا ہے؛ لہذا ٹیوبوں کا قطر بے ترتیب طور پر نہیں بڑھایا جاسکتا۔ میتھینیشن کے اس شدید حرارتی ردِعمل کے لئے، حرارت کو بروقت خارج کرنے کے لئے ٹیوبوں کا قطر Φ20 سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ اسی وجہ سے میتھانول ری ایکٹروں کی تیاری میں بہت مشکلات پیش آتی ہیں، اور لاگت بھی بہت زیادہ ہوتی ہے۔ فی الحال، 100,000 ٹن/سال کی صلاحیت والے میتھانول ری ایکٹروں میں ہزاروں ٹیوبیں استعمال کی جاتی ہیں۔ میتھینیشن ری ایکٹروں میں ٹیوبوں کا قطر اور بھی کم ہونا ضروری ہے؛ یہی وجہ ہے کہ ہواوی انسٹیٹیوٹ میں میتھینیشن ری ایکٹروں کا حجم بہت کم ہے۔ بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے ری ایکٹروں کے لئے متعدد سیریزوں کا استعمال ضروری ہے، جس سے سرمایہ کاری اور لاگت بھی بہت زیادہ ہوتی ہے۔ ساتھ ہی، CO2 کے ردِعمل کی گہرائی بھی ایک مسئلہ ہے۔ میتھینیشن کے بارے میں بات کرتے وقت صرف میتھینیشن ہی نہیں، بلکہ دیگر عوامل بھی مدِنظر رکھنے ضروری ہیں۔ اگر صرف قدرتی گیس کی پیداوار مقصود ہے، تو ایزوترمل، ایڈیابیٹک، سائکلک یا نان-سائکلک ری ایکٹر بھی استعمال کئے جاسکتے ہیں… کیونکہ قدرتی گیس میں CO2 کی مقدار 2% تک ہونے کی اجازت ہے، اور یہ حد آسانی سے حاصل کی جاسکتی ہے۔ لیکن اگر LNG کی پیداوار مقصود ہے، تو CO2 کے ردِعمل کی گہرائی ایک اہم مسئلہ ہے؛ کیونکہ کرایوجینک عمل کے لئے CO2 کی مقدار 50 ppm سے کم ہونی ضروری ہے۔ اگر CO2 کا ردِعمل مکمل نہ ہو، تو بعد میں ڈی کاربونائزیشن یونٹ کا استعمال ضروری ہے؛ لیکن اس سے عملیات میں توسیع اور لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، ایزوترمل، ایڈیابیٹک، سائکلک یا نان-سائکلک ری ایکٹروں کے استعمال کا فیصلہ احتیاط سے کرنا ضروری ہے۔ میتھینیشن کے بارے میں بات کرتے وقت، کوئی بھی تکنیک استعمال کی جاسکتی ہے؛ لیکن اہم بات یہ ہے کہ آخری مصنوعات کیا ہوگی… اس کے لئے احتیاط سے فیصلہ کرنا ضروری ہے۔