کیمیائی جذب کے طریقہ اور PSA وولٹیج تبدیلی کے ذریعہ جذب کے طریقہ کا موازنہ
Thread Content
بنیادی اصول: کیمیائی جذب کے طریقہ کا موازنہ: کیٹالسٹ کی مدد سے، جذب کرنے والے محلول کا استعمال کرتے ہوئے، تیزاب-بیس کی ردِعمل کے ذریعہ، بائیوگیس میں موجود کاربن ڈائی آکسائیڈ، ہائڈروجن سلفائیڈ جیسے تیزابی مواد کو جذب کیا جاتا ہے؛ ساتھ ہی پانی میں حل ہونے والی گیسوں جیسے امونیا کو بھی جذب کیا جاسکتا ہے۔ مختلف غیرخالصیوں سے بھرپور گیس، حل کے ذریعہ خود صاف ہونے والے نظام اور گیس کی دوبارہ تشکیل کے نظام کے ذریعہ اپنی تمام غیرخالصیوں سے پاک ہو جاتی ہے، اور یوں یہ حل دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دوبارہ حاصل کیے گئے گیس میں 95% کاربن ڈائی آکسائیڈ موجود ہے، اسے مزید خالص کرکے مصنوعات کی شکل میں فروخت کیا جاسکتا ہے۔ اس طریقہ کار میں، پیداواری عمل کے لئے بھاپ تیار کرنے ہیں، اور اس کے لئے تقریباً 5% مقدار میں بائیوگیس کی ضرورت ہوتی ہے۔ PSA ٹرانسفارمیشن ایڈسورپشن طریقہ: اس طریقہ میں گیسوں کو ایڈسوربنٹ بیڈ سے گزارا جاتا ہے؛ ایڈسوربنٹ کی مختلف گیسوں کو جذب کرنے کی صلاحیتوں کا فائدہ اٹھا کر، مخلوط گیسوں میں سے ایک یا چند گیسوں کا بیشتر حصہ ایڈسوربنٹ بیڈ پر جذب ہو جاتا ہے، جبکہ تھوڑا سا حصہ باہر نکل جاتا ہے۔ ； مخلوط گیس میں موجود دوسری (یا چند) گیسوں کا زیادہ تر حصہ باہر نکل جائے، جبکہ ایک چھوٹا حصہ بستر پر جذب ہو جائے۔ ； اس طرح، خارج ہونے والی گیس کی کثافت میں اضافہ کیا جاسکتا ہے۔ یہ طریقہ ان گیسوں کے لئے موزوں ہے، جن میں موجود مختلف عناصر کو سوربنٹس کے ذریعہ جذب کرنے کی صلاحیتوں میں بہت فرق ہوتا ہے۔ یہ اس بات پر منحصر ہے کہ الگ کیے جانے والے مادوں کے مختلف جزوؤں کا مولیکیولر وزن، مولیکیول کا سائز وغیرہ کتنا مختلف ہے۔ جتنا زیادہ فرق ہوگا، الگ کرنا اتنا ہی آسان ہوگا، اور اس کی لاگت بھی کم ہوگی، نتیجتاً حاصل ہونے والی مقدار بھی زیادہ ہوگی۔ الٹا، جتنا فرق کم ہوگا، اسے الگ کرنا اتنا ہی مشکل ہوگا، اور الگ کرنے کی لاگت بھی زیادہ ہوگی؛ نتیجتاً حاصل ہونے والی مقدار بھی کم ہوگی۔
2. انتخابی موازنہ: کیمیائی جذب کا طریقہ: کیمیائی جذب کا طریقہ، کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے میں بہت مؤثر ہے؛ یہ محلول، کاربن ڈائی آکسائیڈ جیسی تیزابی گیسوں کے ساتھ فوری طور پر ردِعمل دیتا ہے، لیکن میتھین کے ساتھ کوئی ردِعمل نہیں دیتا۔ بائیوگیس کی خالص کرنے کے دوران، دیگر تمام تیزابی مواد کو بھی ہٹانا ضروری ہے۔ لہذا، کیمیائی جذب کا طریقہ، بائیوگیس سے میتھین الگ کرنے کے عمل میں خاص طور پر مفید ہے۔ PSA ویکس چینج ایبسورپشن طریقہ: اس طریقہ کار کے اصولوں سے معلوم ہوتا ہے کہ ایبسوربنٹ کی جانب سے گیسوں کے انتخاب میں گیسی مولیکیولوں کی خصوصیات کا بہت اہم کردار ہے۔ مثلاً ہائڈروجن، کاربن مونو آکسائیڈ اور کاربن ڈائی آکسائیڈ جیسی گیسوں کو الگ کرنے میں یہ طریقہ بہت مؤثر ہے؛ اس کی کارکردگی بہتر ہے، استعمال ہونے والے مواد کی مقدار بھی کم ہے۔ یہی وجہ ہے کہ فی الحال PSA ویکس چینج ایبسورپشن طریقہ ہائڈروجن، واٹر گیس، سیمی واٹر گیس، اور کوک اسٹوو گیسوں کی الگ تھلگ کرنے اور انہیں خالص کرنے کے لئے بہترین طریقہ سمجھا جاتا ہے۔ لیکن کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے میں، چونکہ سوربنٹس کی ان دونوں گیسوں کو جذب کرنے کی صلاحیت بہت مشابہ ہوتی ہے، لہذا در حقیقت یہ دونوں مادے وہ ہیں جنہیں پریشر-سوربشن تکنیک کے ذریعے معاشی طور پر الگ کرنا بہت مشکل ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ابسوربنٹ، ان دونوں گیسوں کے لئے منتخب کرنے کی صلاحیت میں کمزور ہے۔
3. حاصلیابی کا موازنہ: کیمیائی جذبی طریقہ: چونکہ کیمیائی جذبی طریقہ میں کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے کی صلاحیت بہت زیادہ ہے، لہذا یہ محلول، کاربن ڈائی آکسائیڈ جیسی تیزابی گیسوں کے ساتھ تیزی سے ردِعمل دیتا ہے، جبکہ میتھین کے ساتھ تقریباً کوئی ردِعمل نہیں دیتا۔ اسی وجہ سے اس کی پیداواری شرح بہت زیادہ ہوتی ہے۔ میتھین کو تقریباً مکمل طور پر واپس حاصل کیا جاتا ہے PSA ٹرانسفارمیشن ایڈسورپشن طریقہ: اصولوں کی بنیاد پر یہ واضح ہے کہ ایڈسوربنٹ کی جانب سے گیسوں کے انتخاب میں فیصلہ کن عنصر، گیسی مولیکیولوں کی خصوصیات ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے کے لئے، چونکہ ایڈسوربنٹ کی جانب سے ان دونوں گیسوں کو جذب کرنے کی صلاحیت تقریباً برابر ہوتی ہے، لہذا اگر کسی گیس کی کثافت کو بڑھانا ہو تو، اس کے بدلے میں حاصل ہونے والی مقدار میں نمایاں کمی لانی پڑتی ہے۔ موجودہ ٹیکنالوجی کے مطابق، اگر مصنوعات میں میتھین کی کثافت کو 95 فیصد تک پہنچانا ہے، تو اس کی پیداواری شرح 50 فیصد سے کم ہی رہے گی۔
4. مصنوعات کی کثافت کا موازنہ: کیمیائی جذبی طریقہ: کیمیائی جذبی طریقہ میں، گیس کی خارج ہونے والی کثافت کا تعین محلول کی سطح پر موجود بخارات کے دباؤ کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ لہٰذا، جب محلول کو دوبارہ تیار کیا جاتا ہے، تو محلول میں باقی رہنے والی کاربن ڈائی آکسائیڈ کی مقدار کو مناسب طریقے سے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے؛ اس طرح جذب کے عمل کے دوران محلول کی سطح پر کاربن ڈائی آکسائیڈ کے بخارات کا دباؤ بھی کنٹرول کیا جاسکتا ہے، اور اس طرح کاربن ڈائی آکسائیڈ کی کثافت کو بھی کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ اگر بائیو گیس میں نائٹروجن، آکسیجن جیسی غیرفعال گیسیں موجود نہ ہوں، تو میتھین کی کثافت 99 فیصد سے بھی زیادہ ہو سکتی ہے۔ PSA ٹرانسفارمیشن ایڈسورپشن طریقہ: جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا، کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے کے لئے، چونکہ ایڈسوربنٹ کی ان دونوں گیسوں کو جذب کرنے کی صلاحیت تقریباً برابر ہوتی ہے، اس لئے اگر کسی گیس کی کثافت کو بڑھانا ہو تو، دوسری گیس کی پیداوار میں نمایاں کمی لانی پڑتی ہے۔ موجودہ ٹیکنالوجی کے مطابق، اگر مصنوعات میں میتھین کی کثافت کو 95 فیصد تک لانا ہے، تو اس کی پیداواری شرح 50 فیصد سے کم ہی رہ جاتی ہے۔ 98 فیصد سے زیادہ حاصل کرنا، موجودہ ٹیکنالوجی کے لحاظ سے تقریباً ناممکن ہے۔
5. استعمال ہونے والی توانائی کا موازنہ (فرض کریں کہ دونوں طریقوں سے 20 MPa، 95% خصوصیات والی گیس حاصل کی جارہی ہے):
کیمیائی جذبی طریقہ: اس طریقہ میں استعمال ہونے والی بنیادی توانائیوں میں کمپریشن کے لئے درکار بجلی، سرکولیشن پمپوں کے لئے درکار بجلی، تھوڑی مقدار میں پانی کی ضرورت، اور بھاپ کی ضرورت شامل ہے۔
PSA طریقہ: اس طریقہ میں استعمال ہونے والی بنیادی توانائیوں میں کمپریشن کے لئے درکار بجلی، پروگرام کنٹرولڈ والوز کے لئے درکار بجلی، اور تھوڑی مقدار میں پانی کی ضرورت شامل ہے۔
ظاہری طور پر، PSA طریقہ میں بھاپ کی ضرورت نہیں ہے؛ لیکن در حقیقت، کیمیائی جذبی طریقہ میں درکار بھاپ کی مقدار کو کم کرکے، یعنی میتھین گیس سے بھاپ پیدا کرنے کے عمل میں 5% کی کمی کرکے، مطلوبہ مقدار میں بھاپ حاصل کی جاسکتی ہے۔ اس طریقہ سے میتھین کی پیداواری شرح 94–95 فیصد تک ہوتی ہے، جبکہ PSA ٹیکنالوجی کے ذریعہ حاصل ہونے والی میتھین کی پیداواری شرح صرف 45 فیصد کے قریب ہوتی ہے۔ گیس کی پیداوار کی شرح مختلف ہونے کی وجہ سے، ایک ہی حجم کی کمپریسڈ نیچرل گیس تیار کرنے کے لئے درکار بجلی کی مقدار میں بہت فرق ہوتا ہے۔ PSA طریقہ میں، کیمیائی جذب کے طریقہ کے مقابلے میں گیس کو 2 سے 3 گنا زیادہ دبانا پڑتا ہے، اور اس عمل میں بہت زیادہ فضلہ گیس بھی پیدا ہوتی ہے۔ سرمایہ کاری کے لحاظ سے، اگر سرمایہ کاری کی مقدار برابر ہو تو، کیمیائی جذب کے طریقہ کار میں خرچ ہونے والی رقم، PSA ٹرانسفارم پریشر سیکشن طریقہ کار کے مقابلے میں ایک تہائی سے بھی کم ہوتی ہے۔ دونوں طریقوں کے استعمال سے ہونے والے اخراجات کا موازنہ کرنے پر پتا چلتا ہے کہ کیمیائی جذب کے طریقے میں اخراجات، PSA وولٹیج-ڈرائیوڈ سوربشن طریقے کے مقابلے میں پانچویں سے تیسرے حصے کے برابر ہیں۔
کیمیائی جذبی طریقہ: اس طریقہ میں استعمال ہونے والی بنیادی توانائیوں میں کمپریشن کے لئے درکار بجلی، سرکولیشن پمپوں کے لئے درکار بجلی، تھوڑی مقدار میں پانی کی ضرورت، اور بھاپ کی ضرورت شامل ہے۔
PSA طریقہ: اس طریقہ میں استعمال ہونے والی بنیادی توانائیوں میں کمپریشن کے لئے درکار بجلی، پروگرام کنٹرولڈ والوز کے لئے درکار بجلی، اور تھوڑی مقدار میں پانی کی ضرورت شامل ہے۔
ظاہری طور پر، PSA طریقہ میں بھاپ کی ضرورت نہیں ہے؛ لیکن در حقیقت، کیمیائی جذبی طریقہ میں درکار بھاپ کی مقدار کو کم کرکے، یعنی میتھین گیس سے بھاپ پیدا کرنے کے عمل میں 5% کی کمی کرکے، مطلوبہ مقدار میں بھاپ حاصل کی جاسکتی ہے۔ اس طریقہ سے میتھین کی پیداواری شرح 94–95 فیصد تک ہوتی ہے، جبکہ PSA ٹیکنالوجی کے ذریعہ حاصل ہونے والی میتھین کی پیداواری شرح صرف 45 فیصد کے قریب ہوتی ہے۔ گیس کی پیداوار کی شرح مختلف ہونے کی وجہ سے، ایک ہی حجم کی کمپریسڈ نیچرل گیس تیار کرنے کے لئے درکار بجلی کی مقدار میں بہت فرق ہوتا ہے۔ PSA طریقہ میں، کیمیائی جذب کے طریقہ کے مقابلے میں گیس کو 2 سے 3 گنا زیادہ دبانا پڑتا ہے، اور اس عمل میں بہت زیادہ فضلہ گیس بھی پیدا ہوتی ہے۔ سرمایہ کاری کے لحاظ سے، اگر سرمایہ کاری کی مقدار برابر ہو تو، کیمیائی جذب کے طریقہ کار میں خرچ ہونے والی رقم، PSA ٹرانسفارم پریشر سیکشن طریقہ کار کے مقابلے میں ایک تہائی سے بھی کم ہوتی ہے۔ دونوں طریقوں کے استعمال سے ہونے والے اخراجات کا موازنہ کرنے پر پتا چلتا ہے کہ کیمیائی جذب کے طریقے میں اخراجات، PSA وولٹیج-ڈرائیوڈ سوربشن طریقے کے مقابلے میں پانچویں سے تیسرے حصے کے برابر ہیں۔
6- خام مواد کا جامع استعمال: کیمیائی جذب کا طریقہ: جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا، کیمیائی جذب کے طریقہ میں کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے میں بہت زیادہ انتخابی صلاحیت ہوتی ہے؛ لہذا میتھین کی حاصلی کی شرح بہت زیادہ ہوتی ہے، جبکہ دوبارہ حاصل کیے گئے گیس میں میتھین موجود نہیں ہوتا۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کی خالصیت بھی بہت زیادہ ہوتی ہے، لہذا اسے مزید پروسس کرکے خالص کاربن ڈائی آکسائیڈ کی شکل میں فروخت کیا جاسکتا ہے۔ اس طریقہ سے، کیمیائی جذب و الگ کرنے کے عمل کے ذریعہ بائیو گیس کو خالص کیا جاتا ہے، اور اس طرح خام گیس کا تقریباً پورا استعمال ممکن ہو جاتا ہے۔ PSA ٹرانسفارمیشن ایڈسورپشن طریقہ: کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین کو الگ کرنے کے لئے، چونکہ ایڈسوربنٹ کی ان دونوں گیسوں کو جذب کرنے کی صلاحیت تقریباً برابر ہوتی ہے، اس لئے اگر کسی گیس کی کثافت کو بڑھانا ہو تو، دوسری گیس کی پیداوار میں نمایاں کمی لانی پڑتی ہے۔ جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا، اگر مصنوعی میتھین گیس کی کثافت کو 95 فیصد تک لانا ہے، تو اس کی پیداواری شرح 50 فیصد سے کم ہو جاتی ہے۔ 98 فیصد سے زیادہ حاصل کرنا، موجودہ ٹیکنالوجی کے لحاظ سے تقریباً ناممکن ہے۔ اس صورت میں، 95% میتھین سے بھرپور بوتلوں میں قدرتی گیس تیار کرنے کے لئے، خام گیس کے کُل حجم کا 75% فضلہ کے طور پر خارج کیا جاتا ہے۔ اس خارج ہونے والی گیس میں بھی بہت زیادہ میتھین موجود ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کی خالصیت کم ہو جاتی ہے، اور اس گیس کو دوبارہ استعمال کرنے کی کوئی سمارٹی نہیں رہتی۔ لہٰذا، میتھین اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو الگ کرنے کے عمل میں PSA ویلیو تبدیل کرنے والی تکنیک کا استعمال مناسب نہیں ہے، کیوں کہ اس طریقہ سے اخراجات زیادہ ہوتے ہیں، پیداوار کی شرح کم ہوتی ہے، مصنوعات کی کوالٹی کم ہوتی ہے، اور اس کا استعمال بھی کم ہوتا ہے۔