ہمارے ملک میں صنعتی ضائع ہونے والی حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کی تکنیکوں کا جائز

Thread Content

فی الحال، ہمارے ملک میں توانائی کے استعمال سے متعلق بڑی مشکلات موجود ہیں؛ جیسے کم استعمال، کم معاشی فوائد، اور ماحولیاتی دباؤ۔ توانائی کی بچت اور استعمال کو بہتر بنانا، ہمارے ملک کے توانائی سے متعلق مسائل کو حل کرنے کا بنیادی طریقہ ہے، اور اسے ترجیحی بنیادوں پر فروغ دینا ضروری ہے۔ 　　توانائی کی بچت اور استعمال کو بہتر بنانے کے اہداف کو حاصل کرنے میں صنعتی شعبہ کا کردار انتہائی اہم ہے۔ ہمارے ملک کے صنعتی شعبے میں توانائی کی کھپت، ملک کی کُل توانائی کی کھپت کا تقریباً 70 فیصد ہے۔ بنیادی صنعتی مصنوعات کی پیداوار کے لئے درکار توانائی کی مقدار، بین الاقوامی سطح کے مقابلے میں تقریباً 30 فیصد زیادہ ہے۔ پیداواری عملوں کی پسماندگی اور صنعتی ڈھانچے کی غیرمناسب ساخت کے علاوہ، صنعتی عملوں سے حاصل ہونے والی بچی ہوئی حرارت کے استعمال میں کمی بھی بجلی کی زیادہ کھپت کا ایک اہم سبب ہے۔ ہمارے ملک میں توانائی کا استعمال صرف 33 فیصد کے قریب ہے، جو ترقی یافتہ ممالک کے مقابلے میں تقریباً 10 فیصد کم ہے۔ کم از کم 50 فیصد صنعتی توانائی مختلف شکلوں میں بچی ہوئی حرارت کی صورت میں ضائع ہو جاتی ہے۔ لہٰذا، دوسرے نقطہ نظر سے دیکھا جائے تو، ہمارے ملک میں صنعتی حرارتی وسائل بہت زیادہ موجود ہیں، اور یہ وسائل مختلف صنعتی عملوں میں پائے جاتے ہیں۔ حرارتی وسائل، کُل ایندھن کی کھپت کا تقریباً 17% سے 67% حصہ ہیں؛ جن میں سے 60% حصہ دوبارہ استعمال کیا جاسکتا ہے۔ لہٰذا، حرارتی وسائل کے بہتر استعمال کی بہت گنجائش ہے، اور توانائی کی بچت کی بہت زیادہ صلاحیت موجود ہے۔ صنعتی ضائع ہونے والی حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کو ایک “نئی توانائی” کے طور پر دیکھا جاتا ہے، اور حالیہ برسوں میں یہ ہمارے ملک میں توانائی کی بچت اور فضلہ کم کرنے کی کوششوں میں ایک اہم عنصر بن گیا ہے۔ 　　صنعتی زائد حرارتی وسائل کی خصوصیات: زائد حرارتی وسائل، ثانوی توانائی کی اقسام میں شامل ہیں؛ یہ پہلی سطح کی توانائی یا قابل احتراق مواد کے تبدیل ہونے کے نتیجے میں پیدا ہونے والی توانائی ہے، یا پھر ایندھن کے جلنے کے دوران پیدا ہونے والی حرارت کا وہ حصہ ہے جو کسی خاص عمل کے بعد باقی رہ جاتا ہے۔ درجہ حرارت کی بنیاد پر، صنعتی ضائع شدہ حرارت کو عموماً تین قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے: 600℃ سے زیادہ درجہ حرارت والی اعلیٰ درجہ حرارت والی ضائع شدہ حرارت، 300–600℃ درجہ حرارت والی درمیانی درجہ حرارت والی ضائع شدہ حرارت، اور 300℃ سے کم درجہ حرارت والی کم درجہ حرارت والی ضائع شدہ حرارت۔ منبع کی بنیاد پر، صنعتی ضائع شدہ حرارت کو مزید درج ذیل اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: دھوئیں سے حاصل ہونے والی حرارت، ٹھنڈک دینے والے مواد سے حاصل ہونے والی حرارت، فضلہ گیسوں اور فضلہ پانی سے حاصل ہونے والی حرارت، کیمیائی ردِعمل سے حاصل ہونے والی حرارت، اعلیٰ درجہ حرارت والی مصنوعات اور راکھ سے حاصل ہونے والی حرارت، نیز قابل احتراق گیسوں اور فضلے سے حاصل ہونے والی حرارت۔ 　　زائد حرارت کے وسائل مختلف ذرائع سے حاصل کیے جاتے ہیں، ان کا درجہ حرارت بھی مختلف ہوتا ہے، اور ان کی شکلیں بھی مختلف ہوتی ہیں۔ استعمال کے لحاظ سے، زائد حرارت کے وسائل میں عموماً درج ذیل خصوصیات پائی جاتی ہیں: پروڈکشن کے عمل میں دوری، وقفے یا تغیرات کی وجہ سے زائد حرارت کی مقدار میں تغیرات ہوتے رہتے ہیں؛ زائد حرارت کے وسائل کی خصوصیات بھی خراب ہوتی ہیں، مثلاً دھوئیں میں گرد کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، یا اس میں خوردبینی مواد بھی موجود ہوتے ہیں؛ زائد حرارت کو استعمال کرنے والے آلات بھی مختلف حالات کی وجہ سے محدود ہوتے ہیں۔ 　　لہذا، صنعتی زائد حرارت کے وسائل کو استعمال کرنے والے نظاموں یا آلات کے لئے ماحول نسبتاً سخت ہوتا ہے؛ اس لئے انہیں مستحکم کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے، تاکہ وہ مختلف پروسیسنگ ضروریات کے مطابق کام کر سکیں۔ ان آلات کے اجزاء کی قابل اعتمادی بھی بہت اہم ہے، اور ابتدائی سرمایہ کاری کی لاگت بھی زیادہ ہوتی ہے۔ معاشی پہلوؤں کو مدِ نظر رکھتے ہوئے، پروسیسنگ کے عمل کے ساتھ مل کر نظام کی مجموعی منصوبہ بندی ضروری ہے، تاکہ باقی رہ جانے والی حرارت کو استعمال کرنے والے آلات کی کارکردگی میں اضافہ ہو سکے۔ 　　صنعتی زائد حرارت کے استعمال کی تکنیکیں: زائد حرارت کا درجہ حرارت مختلف ہوتا ہے، اور اس کی توانائی کی شکلیں بھی مختلف ہیں۔ ماحول اور پروسیسنگ عمل کے فرق، نیز مقام کی خصوصیات کی وجہ سے، آلات کی اقسام بھی مختلف ہوتی ہیں؛ جیسے ہوا کو پہلے گرم کرنے والے آلات، بھٹیوں میں حرارت ذخیرہ کرنے والے آلات، زائد حرارت سے کام کرنے والے بوائلر، کم درجہ حرارت والے ٹربائن وغیرہ۔ صنعتی زائد حرارت کے استعمال کے مختلف طریقے ہیں۔ زائد حرارت کے وسائل کی توانائی کی منتقلی یا تبدیلی کی خصوصیات کی بنیاد پر، موجودہ دور میں صنعتی زائد حرارت کے استعمال سے متعلق تکنیکوں کو حرارتی تبادلہ کی تکنیک، حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرنے کی تکنیک، اور زائد حرارت کا استعمال کرکے ٹھنڈک یا گرمی پیدا کرنے کی تکنیکوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ 　　حرارتی تبادلہ کی ٹیکنالوجی: زائد حرارت کو واپس حاصل کرنے کے لئے، اس عمل کو اسی سسٹم کے آلات یا پروسیسنگ عمل میں ہی استعمال کیا جانا چاہیے، تاکہ توانائی کی منتقلی کے عملوں کو کم سے کم کیا جاسکے۔ زائد حرارت کے استعمال سے اس کی توانائی کی شکل میں کوئی تبدیلی نہیں آتی، بلکہ ہیٹ ایکسچینجنگ آلات کے ذریعہ یہ زائد حرارتی توانائی براہِ راست اس عمل میں استعمال ہو جاتی ہے جس میں توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح بنیادی توانائی کی کھپت کم ہو جاتی ہے۔ اسے “ہیٹ ایکسچینجنگ ٹیکنالوجی” کہا جاتا ہے۔ یہ صنعتی زائد حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کا سب سے براہِ راست اور موثر طریقہ ہے۔ اس کے لئے استعمال ہونے والے آلات میں مختلف قسم کے ہیٹ ایکسچینجرز، ہیٹ ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز، اور زائد حرارت سے بھاپ پیدا کرنے والے آلات شامل ہیں۔ 　　(1) دیواری قسم کے تبادلہ حرارت کے آلات: صنعتی مقاصد کے لئے استعمال ہونے والے تبادلہ حرارت کے آلات کو، تبادلہ حرارت کے اصولوں کی بنیاد پر، بنیادی طور پر دیواری قسم کے آلات، مخلوط قسم کے آلات، اور توانائی ذخیرہ کرنے والے قسم کے آلات میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ان میں سے، درمیانی دیوار والے اور حرارت ذخیرہ کرنے والے آلات، صنعتی عملوں میں بچی ہوئی حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کے لئے استعمال ہونے والے عام آلات ہیں۔ جبکہ مخلوط قسم کے تبادلہ کنندگان، سرد اور گرم مائعات کے براہِ راست رابطے یا مخلوط ہونے کے ذریعے حرارت کی منتقلی کو ممکن بناتے ہیں؛ مثلاً صنعتی پیداوار میں استعمال ہونے والے کولنگ ٹاور، واشنگ ٹاور، پریشر کنڈینسر وغیرہ۔ لیکن بچی ہوئی حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کے عمل میں ایسے آلات عام طور پر استعمال نہیں ہوتے۔ 　　دیواری قسم کے حرارتی تبادلہ آلات میں بنیادی طور پر ٹیوب والے، پلیٹ والے، اور کنسیومیٹیو فلو والے آلات شامل ہیں۔ ٹیوب والے حرارتی تبادلہ آلات کی حرارتی کارکردگی کم ہوتی ہے؛ اوسطاً صرف 26% سے 30% ہی ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، اس قسم کے آلات میں جگہ کی کمی اور دھاتی مواد کے استعمال کے لحاظ سے بھی دیگر اقسام کے آلات کے مقابلے میں کمزوریاں ہیں۔ لیکن اس کے باوجود، اس قسم کے آلات میں مضبوط ساخت، زیادہ لچیلائی، اور مختلف قسم کے مواد کے استعمال کی سہولت موجود ہے۔ اسی وجہ سے یہ صنعتی عملوں میں استعمال ہونے والے سب سے زیادہ پائے جانے والے حرارتی تبادلہ آلات ہیں۔ دھات کاری کی صنعتوں میں، 40 فیصد ہیٹ ایکسچینجر آلات ٹیوب والے ہیٹ ایکسچینجر ہیں۔ ان میں داخل ہونے والی دھوئیں کا درجہ حرارت 1,000 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہو سکتا ہے، جبکہ خارج ہونے والی دھوئیں کا درجہ حرارت تقریباً 600 ڈگری سیلسیس ہوتا ہے؛ لہذا اوسط درجہ حرارت کا فرق تقریباً 300 ڈگری سیلسیس ہے۔ 　　پلیٹ والے ہیٹ ایکسچینجرز میں فنر والے پلیٹ والے، سرپل پلیٹ والے، پلیٹ-شیل والے ہیٹ ایکسچینجرز وغیرہ شامل ہیں۔ ٹیوب والے ہیٹ ایکسچینجرز کے مقابلے میں، ان کا حرارت منتقلی کا ضریب تقریباً دوگنا ہوتا ہے؛ لہذا ان کی حرارت منتقلی کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے، اور ان کی ساخت بھی چھوٹی ہوتی ہے، جس سے مواد کی بچت ہوتی ہے۔ دھات کاری کی صنعت میں، چھوٹے اور درمیانے حجم کے کاروبار عموماً پلیٹ فارم ٹائپ ایکسچینجرز کا استعمال کرتے ہیں تاکہ جلنے والی ہوا کو پہلے گرم کیا جاسکے۔ حرارت کی بحالی کی شرح تقریباً 28% سے 35% کے درمیان ہے؛ داخل ہونے والی گیس کا درجہ حرارت تقریباً 700 ڈگری سیلسیس ہے، جبکہ خارج ہونے والی گیس کا درجہ حرارت 360 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتا ہے۔ لیکن پلیٹ والے ہیٹ ایکسچینجرز کے استعمال کے لئے درکار درجہ حرارت اور دباؤ کی حدیں، ٹیوب والے ہیٹ ایکسچینجرز کی نسبت زیادہ ہوتی ہیں؛ اسی وجہ سے ان کا استعمال محدود ہے۔ 　　مختلف صنعتی بھٹیوں سے نکلنے والے گرم دھوئیں کو دوبارہ استعمال کرنے کے لئے، عموماً “ہم جہت حرارتی تبادلہ آلات” کا استعمال کیا جاتا ہے؛ ان میں بنیادی طور پر “تابکاریی” اور “حرکیاتی” قسمیں شامل ہیں۔ ان آلات کا استعمال وسیع پیمانے پر کیا جاتا ہے، خاص طور پر ہیٹنگ فرنز اور دیگر آلات میں، تاکہ دھوئیں کی باقی حرارت کو دوبارہ استعمال کیا جاسکے، ایندھن یا ہوا کو پہلے سے گرم کیا جاسکے، اور دھوئیں کی مقدار اور درجہ حرارت کو کم کیا جاسکے۔ عام ریڈیئیٹو کونورجنس ہیٹ ایکسچینجرز میں، انلیٹ سائیڈ پر دھوئیں کا درجہ حرارت 1,100 ڈگری سیلسیس سے بھی زیادہ ہوتا ہے، جبکہ آؤٹلیٹ سائیڈ پر بھی یہ درجہ حرارت 600 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتا ہے۔ اس طریقے سے، ایندھن فراہم کرنے والی ہوا کو 400 ڈگری سیلسیس تک گرم کیا جاسکتا ہے، جس سے ایندھن کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ درجہ حرارت کی کارکردگی 40 فیصد سے بھی زیادہ ہوتی ہے، لیکن حرارت کی بحالی کی شرح کم ہوتی ہے، جو اوسطاً 26% سے 35% کے درمیان ہوتی ہے۔ 　　(2) انرجی-سٹورنگ ہیٹ ایکسچینجرز: انرجی-سٹورنگ ہیٹ ایکسچینجرز کا اصول یہ ہے کہ ٹھنڈے اور گرم مائعات باری باری انرجی-سٹورنگ عناصر سے گزرتے ہیں، جس سے حرارت کا تبادلہ ہوتا ہے۔ یہ دراصل ایک وقفے وقفے سے کام کرنے والا ہیٹ ایکسچینجر ہے؛ اسے وقفے وقفے سے خارج ہونے والی زائد حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اسے عموماً اعلی درجہ حرارت والے گیسی ماحولوں میں حرارت کے تبادلے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، مثلاً ہوا یا دیگر مواد کو گرم کرنے کے لئے۔ 　　حرارت ذخیرہ کرنے والے مواد اور حرارتی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے طریقوں کے لحاظ سے، حرارت ذخیرہ کرنے والے تبادلہ نظاموں کو “ظاہری حرارتی ذخیرہ” اور “فیز تبدیلی کی پوشیدہ حرارتی ذخیرہ” میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ حرارتی انرجی کو محفوظ کرنے کا استعمال بہت عرصے سے جاری ہے؛ سادہ تبادلہ حرارت کے آلات جیسے عام روٹری ہیٹ ایکسچینجرز، اور پیچیدہ آلات جیسے لوہے کی صنعت میں استعمال ہونے والے ہیٹ اسٹوریج والے ہیٹ بلوزرز۔ چونکہ حرارتی ذخیرہ کرنے والے آلات میں ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کم ہوتی ہے، ان کا حجم بہت زیادہ ہوتا ہے، اور یہ مستقل درجہ حرارت پر حرارت ذخیرہ نہیں کر سکتے، لہذا صنعتی عملوں سے حاصل ہونے والی زائد حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے میں ان آلات کی کارکردگی محدود ہ فیز تبدیلی کی پوشیدہ حرارت سے توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات، حرارت ذخیرہ کرنے والے مواد کی فطری حرارتی گنجائش اور فیز تبدیلی کی پوشیدہ حرارت کا استعمال کرکے توانائی کو ذخیرہ کرتے ہیں۔ اس طرح ان آلات کی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت، عام حرارت ذخیرہ کرنے والے آلات کے مقابلے میں کم از کم ایک درجہ بڑھ جاتی ہے۔ لہذا، ایک ہی مقدار میں حرارت ذخیرہ کرنے کی صورت میں، فیز تبدیلی کی پوشیدہ حرارت سے توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات کا حجم، روایتی حرارت ذخیرہ کرنے والے آلات کے مقابلے میں 30% سے 50% تک کم ہو جاتا ہے۔ 　　اس کے علاوہ، حرارت کا اخراج مستحکم رہتا ہے، حرارت منتقل کرنے والے مادہ کا درجہ حرارت بھی تقریباً مستقل رہتا ہے، اور حرارت منتقل کرنے والے نظام کی کارکردگی بھی مستحکم رہتی ہے۔ یہ بھی “فیز تبدیلی کی پوشیدہ حرارت کو ذخیرہ کرنے والے آلات” کا ایک اور فائدہ ہے۔ فیز تبدیلی والے انرجی ذخیرہ کرنے والے مواد کو، ان کے فیز تبدیلی کے درجہ حرارت کی بنیاد پر، اعلی درجہ حرارت والے فیز تبدیلی والے مواد اور کم/متوسط درجہ حرارت والے فیز تبدیلی والے مواد میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت والے مواد میں فیز تبدیلی کا درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے، اور فیز تبدیلی کے دوران پیدا ہونے والی حرارت بھی زیادہ ہوتی ہے۔ ایسے مواد عموماً کچھ غیر نامیاتی نمکوں اور ان کے مرکبات، الکلیوں، دھاتوں اور مرکبات، نیز سیرامک یا دھاتی بنیادوں سے بنائے جاتے ہیں؛ ان کا استعمال 450 سے 1,100 ڈگری سیلسیس یا اس سے زیادہ درجہ حرارت پر باقی رہنے والی حرارت کو استعمال کرنے کے لئے کیا جاتا ہے، اور ان کا استعمال کافی وسیع پیمانے پر ہوتا ہے۔ دوسری جانب، کم/متوسط درجہ حرارت والے مواد عموماً کرسٹلائن ہائڈریٹڈ نمکوں یا نامیاتی مواد سے بنائے جاتے ہیں؛ ان کا استعمال کم درجہ حرارت پر باقی رہنے والی حرارت کو استعمال کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ 　　(3) ہیٹ ٹیوبز پر مبنی حرارتی تبادلہ کے آلات: ہیٹ ٹیوب، ایک بہترین حرارت منتقل کرنے والا عنصر ہے؛ یہ مکمل طور پر خالی ویکیوم ٹیوبوں کے اندر موجود مادہ کے بخارات بننے اور گیلا ہونے کے عمل، نیز دوسری دیواروں کے ذریعے حرارت کے تبادلے کے ذریعے حرارت کو منتقل کرتا ہے۔ یہ دراصل حرارت ذخیرہ کرنے اور حرارت کا تبادلہ کرنے والے آلات کو ایک ہی ڈھانچے میں جمع کرنے والا آلہ ہے۔ ہیٹ ٹیوبوں میں حرارت کی منتقلی کی صلاحیت بہت اچھی ہوتی ہے؛ ان کا حرارت منتقل کرنے کا ضریب، روایتی دھاتی ہیٹ ایکسچینجرز کے مقابلے میں تقریباً ایک درجہ زیادہ ہوتا ہے۔ ان میں یکساں درجہ حرارت برقرار رکھنے کی خصوصیت بھی موجود ہے، درجہ حرارت کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے، حرارت کی منتقلی کی صلاحیت بہت زیادہ ہے، سرد اور گرم دونوں جانب کا حرارت منتقل کرنے والا رقبہ بھی حسب ضرورت تبدیل کیا جاسکتا ہے، دور دراز کے فاصلوں پر بھی حرارت منتقل کی جاسکتی ہے، اور ان میں کسی اضافی طاقت کی ضرورت بھی نہیں ہوتی۔ ہیٹ ٹیوب کے کام کرنے کے لئے، مختلف استعمالی درجہ حرارتوں کے مطابق مناسب قسم کی ٹیوبیں اور مادے منتخب کرنا ضروری ہے۔ ان میں سے کاربن اسٹیل-پانی والے گریویٹی تھرمل ٹیوبوں کی ساخت سادہ ہے، ان کی قیمت کم ہے، ان کی تیاری آسان ہے، اور انہیں عام استعمال میں لانا بھی آسان ہے؛ اسی وجہ سے اس قسم کے تھرمل ٹیوبوں کا وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ عملی استعمال میں، ہیٹ ٹیوبوں کا استعمال 50 سے 400 ڈگری سیلسیس کے درمیان درجہ حرارت پر کیا جاتا ہے؛ ان کا استعمال خشک کرنے والی بھٹیوں، تپانے والی بھٹیوں، اور دیگر آلات میں حرارت کی بحالی یا فضلہ بھاپ کی بازیابی کے لئے کیا جاتا ہے۔ نیز، یہ بوائلرز یا بھٹیوں میں ہوا کو پہلے سے گرم کرنے کے لئے بھی استعمال ہوتی ہیں۔ 　　(4) زائد حرارت والے بوائلر: بھاپ پیدا کرنے والے آلات کا استعمال کرکے، یعنی زائد حرارت والے بوائلروں کے ذریعہ زائد حرارت کو دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے؛ یہ توانائی کے استعمال کو بہتر بنانے کا ایک اہم طریقہ ہے۔ دھات سازی کی صنعت میں تقریباً 80 فیصد دھوئیں سے حاصل ہونے والی زائد حرارت کو زائد حرارت والے بوائلروں کے ذریعہ ہی دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے، جس سے توانائی کی بچت میں خاطرخواہ فائدہ ہوتا ہ 　　باقی رہنے والی حرارت والے بوائلرز میں کوئی جلنے کا عمل نہیں ہوتا، بلکہ اعلی درجہ حرارت والی دھوئیں کی حرارت، کیمیائی ردِعمل سے پیدا ہونے والی حرارت، قابل اشتعال گیسوں کی حرارت، اور اعلی درجہ حرارت والی مصنوعات کی حرارت کا استعمال کرکے بھاپ یا گرم پانی تیار کیا جاتا ہے؛ جسے صنعتی عملوں میں استعمال کیا جاتا ہے یا پائپ لائنوں کے ذریعے حرارت فراہم کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ساتھ ہی، ریزرویئٹ بوائلر، کم درجہ حرارت والے ٹربائن جنریشن سسٹم میں ایک اہم آلہ ہے؛ یہ ٹربائن جیسے محرک آلات کو کام کرنے کے لئے بھاپ فراہم کرتا ہے۔ 　　عملی استعمال میں، زیادہ تر 350 سے 1,000 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت والی گرم گیسوں سے فائدہ اٹھانے ہیٹر استعمال کئے جاتے ہیں۔ کوئلے سے چلنے والے بوائلرز کے مقابلے میں، یہ بوائلر کم درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں، لہذا ان کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔ چونکہ بچ جانے والی حرارت سے پیدا ہونے والے دھوئیں میں گرد کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، اور اس میں خوردبینی ذرات بھی موجود ہوتے ہیں، لہذا یہ عناصر بوائلر میں گرد جمنے، خوردگی اور کٹاؤ جیسے مسائل کا سبب بنتے ہیں۔ اس لیے گرد جمنے اور کٹاؤ سے بچنا، بچ جانے والی حرارت سے کام کرنے والے بوائلروں کی تعمیر میں اہم کردار ادا کرتا ہے براہِ راست حرارت منتقل کرنے والا بوائلر ڈیزائن، بڑی گنجائش والے ریڈیئیٹیو کولنگ چیمبر، مضبوط بند شدہ دیواریں، گرد صاف کرنے والے آلات، اور بڑی تعداد میں وائبریشن ڈیوائسز – یہ سب باتیں دراصل ریزرو تھرمل بوائلروں کی ساخت میں اس لئے شامل کی گئی ہیں تاکہ گرد جمنے اور مواد کے خراب ہونے کے مسائل کو حل کیا جاسکے۔ اس کے علاوہ، پیداواری جگہ کی جگہ کی کمی کی وجہ سے، اضافی حرارت حاصل کرنے والے بوائلرز میں حرارت کے تبادلے کے لئے استعمال ہونے والے اجزاء کو عملیاتی عمل کے مختلف مقامات پر الگ الگ نصب کیا جاتا ہے؛ بجائے اس کے کہ انہیں ایک ہی یونٹ کی شکل میں جمع کیا جائے، جیسا کہ عام بوائلرز میں ہوتا ہے۔ 　　گزشتہ دس سالوں میں، توانائی کی بچت اور فضلہ کم کرنے کی کوششوں کے باعث، ملک کی بڑی بڑی کمپنیاں جو زائد حرارت سے فائدہ اٹھانے والے بوائلر تیار کرتی ہیں، تیزی سے ترقی کر رہی ہیں۔ اب یہ بوائلر بڑے پیمانے پر، اور اعلیٰ معیارات کے ساتھ تیار کئے جا رہے ہیں۔ مثلاً، رنگین دھاتوں کی صنعت میں ایسے بوائلر استعمال کئے جاتے ہیں جن کی روزانہ بخارات پیدا کرنے کی صلاحیت 50 ٹن ہے، اور کام کرنے کا دباؤ 4.2 میگا پاسکل ہے۔ جبکہ اسٹیل کی صنعت میں ایسے بوائلر استعمال کئے جاتے ہیں جن کی روزانہ بخارات پیدا کرنے کی صلاحیت 100 ٹن ہے، اور کام کرنے کا دباؤ 12.5 میگا پاسکل ہے۔ اس کے علاوہ، بوائلر کی حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت کو مزید بہتر بنانا، حرارت کے استعمال کی شرح کو بہتر بنانا، راکھ جمنے اور خراب ہونے جیسے مسائل کو کم کرنا، بوائلر کے سرکولیشن سسٹم، حرارت وصول کرنے والے حصوں کی ساخت، بوائلر کے اندر دھوئیں کے بہاؤ کے راستوں، اور راکھ صاف کرنے کے طریقوں میں تبدیلیاں لانا، یہی وہ اہم پہلو ہیں جن کے ذریعہ ریزرویئر بوائلر ٹیکنالوجی میں ترقی ممکن ہے۔ 　　2. حرارتی توانائی کی تبدیلی کی ٹیکنالوجی: حرارتی تبادلہ کی ٹیکنالوجی، درجہ حرارت کو کم کرکے باقی رہنے والی حرارتی توانائی کو دوبارہ استعمال کرنے کا طریقہ ہے؛ لیکن یہ ایک ناکافی طریقہ ہے، اور یہ پروسیسنگ عملوں یا کمپنیوں کی بجلی کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتا۔ اس کے علاوہ، بڑی مقدار میں موجود درمیانی اور کم درجہ حرارت والی حرارتی توانائی کو حرارتی تبادلہ کی ٹیکنالوجی کے ذریعے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن اس سے حاصل ہونے والے فوائد نمایاں نہیں ہیں۔ لہٰذا، حرارتی توانائی کو کامیاب توانائی میں تبدیل کرنے کی ٹیکنالوجی کا استعمال، صنعتی عملوں سے پیدا ہونے والی زائد حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کا ایک اہم طریقہ ہے۔ 　　مادہ کی نوعیت کے لحاظ سے، حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرنے کی تکنیکوں کو دو قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: پارہ پیدا کرنے والی ٹربائنوں کے ذریعہ بجلی پیدا کرنے کی روایتی تکنیک، اور کم درجہ حرارت والے نامیاتی مادوں کے استعمال سے بجلی پیدا کرنے کی تکنیک۔ چونکہ مادہ کی خصوصیات بہت مختلف ہوتی ہیں، اس لیے اس سے متعلق حرارت کی بحالی کے نظام اور آلات کی ساخت بھی الگ الگ ہوتی ہے۔ فی الحال، اس کا بنیادی استعمال پانی کو کام کرنے والے مادہ کے طور پر استعمال کرنا ہے؛ جہاں باقی رہنے والی حرارت کو استعمال کرکے بوائلرز اور سٹیم ٹربائنز یا ایکسپینشن انجنوں کے ذریعے کم درجہ حرارت والے ٹربائن سسٹمز تیار کئے جاتے ہیں، تاکہ بجلی پیدا ک 　　کم درجہ حرارت والے ٹربائنوں کے ذریعہ بجلی پیدا کرنے کے لئے استعمال کیے جانے والے باقیاتی حرارتی وسائل، بنیادی طور پر 350°C سے زیادہ درجہ حرارت والی گرم گیسیں ہیں؛ مثلاً شیشہ، سیمنٹ جیسی صنعتوں میں استعمال ہونے والی بھٹیوں سے نکلنے والی گیسیں، یا ایک بار استعمال کے بعد 400–600°C تک ٹھنڈی ہونے والی گیسیں۔ ایک ہی ٹربائن سے چند میگاواٹ سے لے کر درجنوں میگاواٹ تک بجلی پیدا کی جاسکتی ہے۔ اس میں اسٹیل صنعت میں آکسیجن بھٹیوں سے حاصل ہونے والی باقیاتی حرارت سے بجلی پیدا کرنا، سیمنٹ صنعت میں کم درجہ حرارت والی باقیاتی حرارت سے بجلی پیدا کرنا، اور کوکنگ صنعت میں خشک کوکنگ کے عمل سے حاصل ہونے والی باقیاتی حرارت سے بجلی پیدا کرنا شامل ہے۔ لیکن، باقی رہنے والی حرارت کی سطح کو دیکھتے ہوئے، یہ ٹیکنالوجی درمیانی سے اعلی درجہ حرارت والی حرارت سے بجلی پیدا کرنے والی ٹیکنالوجی کے زمرے میں آتی ہے۔ 　　اس کے علاوہ، پروسیسنگ فلو سے بچ جانے والی بڑی مقدار میں بھاپ کو، ریزرو تھرمل بوائلرز یا اختلافی درجہ حرارت والے ٹرانسفررز کے ذریعے دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے؛ ان میں سے تقریباً 1 میگا پاسکل کے دباؤ والی کم دباؤ والی بھاپ یا گرم پانی کی مقدار بہت زیادہ ہوتی ہے، اور اس کی بڑی مقدار کو عموماً ضائع کر دیا جاتا ہے۔ فی الحال، اس قسم کے کم دباؤ والے سیرشنڈ بھاپ سے بجلی پیدا کرنے میں بنیادی طور پر سکرو ایکسپینشن ڈرائیو ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کی خصوصیات درج ذیل ہیں: اس میں مختلف قسم کے حرارتی ذرائع کو توانائی کے ذریعے کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے؛ یہ گرم بھاپ، سیرشنڈ بھاپ، بھاپ اور مائع کے مرکبات کے لئے بھی مناسب ہے، نیز دھواں، آلودہ گرم پانی، گرم مائعات وغیرہ کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے؛ اس کی ساخت سادہ اور چھوٹی ہے، یہ خود بخود رفتار کو کنٹرول کرسکتا ہے، اس کی عمر طویل ہے اور اس میں کمپن بھی کم ہوتا ہے؛ اس میں مائع کی رفتار کم ہوتی ہے، لہذا رساو کے علاوہ دیگر توانائی کے نقصانات بھی کم ہوتے ہیں، جس سے کارکردگی بہتر ہوتی ہے؛ یہ ڈبل روٹر والا نظام ہے، جس کی وجہ سے اس میں خود صفائی کی خصوصیت موجود ہے، یعنی یہ خود ہی گندگی کو دور کرسکتا ہے۔ 　　سکرو ایکسپینشن انجن، حجمی ایکسپینشن انجنوں کی ایک قسم ہے؛ اس کی توسیعی صلاحیت محدود ہے۔ سکرو ایکسپینشن انجن کو براہِ راست چلانے والے حرارتی ذرائع میں، 0.15 سے 3.0 میگا پاسکل دباؤ والا، 300 ڈگری سیلسیس سے کم درجہ حرارت والا بھاپ، یا 0.8 میگا پاسکل سے زیادہ دباؤ والا، 170 ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت والا گرم پانی شامل ہے۔ ساختی خصوصیات کی وجہ سے، سکرو ایکسپینشن انجن کی طاقت محدود ہے؛ زیادہ تر انجنوں کی طاقت 1,000 کلوواٹ سے کم ہوتی ہے۔ ان انجنوں کا استعمال عموماً ان مقامات پر کیا جاتا ہے جہاں بچی ہوئی حرارت کی مقدار کم ہوتی ہے۔ 　　3. ٹھنڈک اور گرمی پیدا کرنے کی تکنیکیں
(1) زائد حرارت سے ٹھنڈک پیدا کرنے کی تکنیک
روایتی کمپریشن بیسڈ کولنگ سسٹمز کے مقابلے میں، ابسورپشن یا ایڈسورپشن بیسڈ کولنگ سسٹمز، سستی توانائی اور کم معیار کی حرارتی توانائی کا استعمال کرکے بجلی کی کھپت کو کم کرتے ہیں، اور بجلی کی کمی کے مسئلے کو حل کرتے ہیں۔ ان سسٹمز میں قدرتی کولنٹس استعمال کیے جاتے ہیں، جن میں آزون پر اثر ڈالنے والے کلورین-فلورین مرکبات شامل نہیں ہوتے۔ ان سسٹمز میں بجلی کی بچت کی صلاحیت بہت زیادہ ہے، اور یہ ماحول دوست بھی ہیں۔ 20ویں صدی کے آخر میں ان سسٹمز کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا۔ 　　جذبی اور ابسورپشنی ٹھنڈک پیدا کرنے والی تکنیکوں کے حرارتی چکروں کی خصوصیات بہت ملتی جلتی ہیں؛ دونوں ہی “تخلیق – گیلا ہونا – بخارات بننا – جذب/ابسورپشن” کے چکر سے گزرتے ہیں۔ لیکن جذبی ٹھنڈک پیدا کرنے والی تکنیک میں استعمال ہونے والا مادہ ایک چلنے پھرنے والا مائع ہوتا ہے، جبکہ ٹھنڈک پیدا کرنے والے مادے میں امونیا-پانی، لیتھیئم برومائیڈ-پانی جیسے محلول شامل ہوتے ہیں۔ تخلیق اور جذب کے عمل گینر اور ابسوربر کے ذریعے انجام پاتے ہیں۔ دوسری جانب، ابسورپشنی ٹھنڈک پیدا کرنے والی تکنیک میں استعمال ہونے والا مادہ عموماً ٹھوس ہوتا ہے، اور ابسورپشن کے عمل میں طبیعی اور کیمیائی ابسورپشن دونوں طریقے استعمال ہوتے ہیں۔ اس میں عموماً مولیکیولر سیور-پانی، کیلشیم کلورائیڈ-امونیا جیسے مرکبات استعمال ہوتے ہیں۔ تخلیق اور ابسورپشن کے عمل ابسوربر کے ذریعے انجام پاتے ہیں۔ 　　برومائیڈ آف لیتھیئم والے پانی کے محلول کو کولنگ سسٹم میں استعمال کیا جاتا ہے، اور یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ ہے۔ عام طور پر 80 سے 250 ڈگری سیلسیس کے درمیان کے درجہ حرارت والے ہیٹ سورسز کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔ لیکن چونکہ پانی کو ہی کولنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اس لیے صرف 0 ڈگری سیلسیس یا اس سے زیادہ درجہ حرارت پر ہی ٹھنڈک حاصل کی جاسکتی ہے۔ اسے عموماً فضا کو ٹھنڈا کرنے یا صنعتی مقاصد کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ کولنگ سسٹم کی کارکردگی، کولنٹ کی حرارتی خصوصیات اور سسٹم کے چکر لگانے کے طریقوں کے لحاظ سے بہت مختلف ہوتی ہے۔ عملی استعمال میں، اس سسٹم کی کارکردگی عموماً 2 سے زیادہ نہیں ہوتی، جو کہ کمپریشن سسٹموں کے مقابلے میں بہت کم ہے۔ لیکن اس قسم کے یونٹ، کم درجہ حرارت والی صنعتی بچی ہوئی حرارت، سورج کی روشنی، زیرزمین حرارت جیسی کم معیار کی حرارتی توانائیوں کا استعمال کر سکتے ہیں؛ اس طرح انہیں اعلی معیار کی برقی توانائی کی ضرورت نہیں پڑتی۔ صنعتی بچی ہوئی حرارت کے استعمال کے لحاظ سے ان کو کچھ فوائد حاصل ہیں۔ جذبی قسم کے ریفریجریشن یونٹس، اعلیٰ کارکردگی کے حامل ہیں؛ یہ بڑے پیمانے پر حرارت کی بحالی کے لئے موزوں ہیں۔ ان کی ریفریجریشن صلاحیت چند دس کلوواٹ سے لے کر چند میگاواٹ تک ہو سکتی ہے۔ ملک میں ان کا وسیع پیمانے پر استعمال ہو رہا ہے، اور یہ ٹیکنالوجی پختہ ہے۔ ان مصنوعات کی مختلف اقسام اور معیارات بھی دستیاب ہیں۔ 　　ایڈسورپشن طرز کے ریفریجریٹرز میں استعمال ہونے والے ریفریجرنٹس کی اقسام بہت زیادہ ہیں؛ جن میں فزیکل ایڈسورپشن ریفریجرنٹس، کیمیکل ایڈسورپشن ریفریجرنٹس، اور کمپاؤنڈ ایڈسورپشن ریفریجرنٹس شامل ہیں۔ ان کا استعمال مختلف درجہ حرارتوں پر بھی ممکن ہے، اور ان کے لئے سولیوشن پمپ یا ڈسٹیلیشن ڈیوائس کی ضرورت نہیں ہوتی۔ نیز، ان سے ریفریجریٹر کے آلات کے آلودہ ہونے، نمکیاتی محلولوں کے کرسٹل بننے، یا دھاتوں کے خراب ہونے جیسے مسائل بھی پیدا نہیں ہوتے۔ سوربشن طرز کے ریفریجریشن سسٹم کی ساخت سادہ ہوتی ہے، اس سے کوئی شور نہیں پیدا ہوتا، اور یہ آلودگی بھی پیدا نہیں کرتا۔ اسے ایسے ماحولوں میں استعمال کیا جاسکتا ہے جہاں ہلچل یا جھٹکے ہوتے ہیں، جیسے کاروں، جہازوں وغیرہ میں۔ لیکن اس کی ریفریجریشن کارکردگی نسبتاً کم ہوتی ہے؛ عام طور پر اس کا کارکردگی کا گُنّا 0.7 سے کم ہوتا ہے۔ تیاری کے عمل کی وجہ سے اس کی ریفریجریشن صلاحیت بھی کم ہوتی ہے، عام طور پر یہ چند سو کلوواٹ سے کم ہوتی ہے۔ لہذا یہ کم توانائی والے حرارتی فضلے کو دوبارہ استعمال کرنے، یا کولڈ-ہیٹ الیکٹرک پاور سسٹموں میں استعمال کرنے کے لئے مناسب ہے۔ 　　(2) ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی: صنعتی پیداوار کے دوران بہت مقدار میں ایسی ضائع شدہ حرارت پیدا ہوتی ہے جو ماحولیاتی درجہ حرارت سے تھوڑی زیادہ ہوتی ہے (30–60 ڈگری سیلسیس)، مثلاً صنعتی عملوں میں استعمال ہونے والا پانی، تیل کی کانوں سے نکلنے والا فضلہ پانی وغیرہ۔ اگرچہ ان پانیوں کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے، لیکن ان میں بہت زیادہ حرارت موجود ہوتی ہے۔ ایسی ضائع شدہ حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے کے لئے ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جاتا ہے۔ 　　ہیٹ پمپ، اعلیٰ معیار کی توانائی (بجلی، مکینیکل توانائی یا اعلی درجہ حرارت والی حرارتی توانائی) کے استعمال کے بدلے میں، کولنگ سسٹم کے ذریعے کم درجہ حرارت والے علاقوں سے حرارت کو اعلی درجہ حرارت والے علاقوں میں منتقل کرتا ہے؛ مثلاً 50 ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت والا گرم پانی۔ اس طریقے سے صنعتی، زرعی، تجارتی مقاصد کے لئے استعمال ہونے والے گرم پانی کی ضروریات پوری کی جاسکتی ہیں، جیسے کہ تقطیر، خشک کرنے، حرارت فراہم کرنے یا عمارتوں کو گرم رکھنے کے لئے۔ فی الحال، ہیٹ پمپ سسٹم کا حرارت پیدا کرنے کا تناسب 3 سے 5 کے درمیان ہے؛ یعنی 1 کلوواٹ بجلی کے استعمال سے 3 سے 5 کلوواٹ حرارت پیدا کی جاسکتی ہے۔ مخصوص حالات میں، یہ ایک قابل عمل تکنیک ہے، جس میں ماحولیاتی درجہ حرارت سے کچھ زیادہ درجہ حرارت والے فضلہ پانی کی حرارت کا استعمال کیا جاتا ہے۔ 　　فی الحال، زیادہ تر پروڈیوس کیے جانے والے ہیٹ پمپس کمپریشن قسم کے ہیں؛ درمیانے سائز کے ہیٹ پمپس پر کام جاری ہے، جبکہ بڑے سائز کے ہیٹ پمپس ابھی تک تیار نہیں کیے گئے ہیں۔ کمپریشن پر مبنی ہیٹ پمپوں میں، واٹر سورس ہیٹ پمپ ٹیکنالوجی سب سے زیادہ استعمال ہوتی ہے؛ اسے بجلی گھروں یا جوہری پلانٹس میں استعمال ہونے والے پانی کی حرارت کو دوبارہ استعمال کرنے، رنگائی کی صنعتوں، فارماسیوٹیکل صنعتوں وغیرہ میں بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔ مثلاً، بجلی گھروں میں چکردار پانی کو حرارتی ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے؛ ہیٹ پمپس کی مدد سے بوائلر کے لئے درکار پانی کا درجہ حرارت 15 ڈگری سیلسیس سے بڑھا کر 50 ڈگری سیلسیس تک لایا جاتا ہے۔ اس طرح بوائلر کو کوئلے کی ضرورت کم ہو جاتی ہے، اور توانائی کی بچت ہوتی ہے۔ 　　مذکور بالا باتوں سے یہ واضح ہے کہ زائد حرارت کو استعمال کرنے کے لئے مختلف قسم کے تکنیکی آلات موجود ہیں، لیکن ان سب کے لئے کچھ خاص شرائط ہوتی ہیں۔ لہٰذا، صنعتی عملوں میں پیدا ہونے والی زائد حرارت کے درجہ حرارت، حرارت کی مقدار، پیداواری شرائط، پروسیسنگ کے طریقے، اور داخلی/خارجی توانائی کی ضروریات کو مدِ نظر رکھتے ہوئے ہی مناسب طریقہ کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔ 　　نامیاتی میڈیم پر مبنی کم درجہ حرارت والی صنعتی بچی ہوئی حرارت سے بجلی پیدا کرنے کی تکنیک
1. کم درجہ حرارت والا نامیاتی لینکن سائیکل
200°C سے کم درجہ حرارت والی بڑی مقدار میں بچی ہوئی حرارت کو، فی الحال بھاپ یا گرم پانی کے استعمال سے مؤثر طریقے سے استعمال نہیں کیا جاسکتا؛ لہذا، معاشی اور قابل عمل طریقے کے طور پر نامیاتی لینکن سائیکل کا استعمال مناسب ہے۔ 　　نامیاتی میڈیم پر مبنی کم درجہ حرارت والی صنعتی بالواسطہ حرارت سے بجلی پیدا کرنے کی ٹیکنالوجی، دراصل حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرنے کی ٹیکنالوجی آرگینک رینکن سرکل، وہ رینکن سرکل ہے جس میں کم بخاراتی نقطہ والے نامیاتی مواد کو کام کرنے والے مادہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کا اصول، عام بھاپ سے بجلی پیدا کرنے والے آلات کے حرارتی سرکل کے اصول جیسا ہی ہے؛ فرق صرف کام کرنے والے مادے میں ہے۔ اس طرح یہ نظام زیادہ سادہ اور مختصر ہوتا ہے۔ یہ بجلی پیدا کرنے کا طریقہ، کم درجہ حرارت والے ماحول میں باقی رہ جانے والی حرارت کے استعمال کے لحاظ سے بہت فائدہ مند ہے۔ اس طریقہ میں، باقی رہ جانے والی حرارت کا تعلق براہِ راست کام کرنے والے مادہ سے نہیں ہوتا۔ نامیاتی مادہ کے بخارات کی کثافت کم ہوتی ہے، پائپوں کا سائز چھوٹا ہوتا ہے، اور ٹربائن کا رقبہ بھی چھوٹا ہوتا ہے۔ اس لیے، یہ طریقہ کم درجہ حرارت والے ماحول میں باقی رہ جانے والی حرارت کو استعمال کرنے کے لئے بہت مناسب ہے۔ 　　نامیاتی مادہ کا انتخاب، نامیاتی رینکن سرکل کی تکنیک کے ذریعہ بچ جانے والی حرارت سے بجلی پیدا کرنے کے عمل میں ایک اہم عنصر ہے۔ عام طور پر، کسی مادہ سے یہ توقع کی جاتی ہے کہ اس میں بجلی پیدا کرنے کی صلاحیت اچھی ہو؛ حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت بھی اچھی ہو؛ اس کے کرٹیکل پیرامیٹرز، دباؤ کی عام حالت میں ابلنے کا نقطہ وغیرہ جیسی حرارتی خصوصیات مناسب ہوں؛ کیمیائی طور پر یہ مستحکم ہو، یعنی یہ تحلیل نہ ہو، زہریلا نہ ہو، ماحول دوست ہو، اور آگ لگنے یا دھماکہ ہونے کا خطرہ کم ہو؛ اس کی قیمت کم ہو، اور اس کے وسیع ذخائر موجود ہوں۔ لیکن عملی استعمال میں، کسی مادہ کے لئے اوپر بیان کی گئی تمام شرائط کو ایک ساتھ پورا کرنا بہت مشکل ہے۔ نیز، بین الاقوامی سطح پر نامیاتی مواد سے متعلق ماحولیاتی تقاضے مسلسل بڑھتے جارہے ہیں، اس لئے قابل استعمال مواد میں مسلسل تبدیلی آرہی ہے۔ لہذا، حرارت کے منبع کی قسم اور درجہ حرارت کو مدِ نظر رکھتے ہوئے ہی فیصلہ کرنا ضروری ہے۔ 　　نامیاتی رینکن سرکل پاور جنریشن سسٹم کے آلات میں، ہیٹ ایکسچینجرز، پمپس اور پائپ لائنوں کے والوز وغیرہ کی ڈیزائن اور تیاری کے لئے کیمیکل اور کولنگ صنعتوں میں استعمال ہونے والے ہیٹ ایکسچینجر آلات کو مثال کے طور پر لیا جاسکتا ہے۔ جنریٹر ایک سیریز کے آلات ہیں؛ تاہم ٹربائن ایکسپینشن مشینوں کے انتخاب اور ڈیزائن، نیز سیلنگ ٹیکنالوجی کے لحاظ سے الگ طریقے اختیار کرنے کی ضرورت ہے، یعنی غیر معیاری ڈیزائن استعمال کرنا پڑتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے ٹربائن ایکسپینشن مشینوں میں کثیر المراحلی شافٹ فلو ٹربائنیں شامل ہیں، جو اعلی درجہ حرارت، زیادہ مقدار میں مادہ کے بہاؤ، زیادہ ہیٹ ڈراپ، اور بڑی صلاحیت والے حالات کے لئے مناسب ہیں۔ لیکن ان کی داخلی کارکردگی نسبتاً کم ہوتی ہے، اور ان کی تیاری کا عمل بھی پیچیدہ ہوتا ہے۔ ریڈیل فلو ٹربائنوں کی داخلی کارکردگی نسبتاً بہتر ہوتی ہے؛ ان کی ساخت چھوٹی ہوتی ہے، اور ان کی تیاری کا عمل بھی آسان ہوتا ہے۔ لیکن ان کی صلاحیت کم ہوتی ہے۔ بیرونِ ملک، زائد حرارت کے استعمال کے لئے ان کے بہت سے استعمالات ہیں؛ یہ ان حالات کے لئے مناسب ہیں جہاں زائد حرارت کی مقدار کم ہوتی ہے۔ 　　2. کالینا چکر: یہ ایک خالص کیمیائی مادہ پر مبنی روکن انجن چکر ہے۔ چونکہ کیمیائی مادہ کے بخارات بننے کے دوران حرارت کا استعمال یکساں درجہ حرارت پر ہوتا ہے، لہذا یہ عمل حقیقی کم درجہ حرارت والے حرارتی ذرائع کے ساتھ مناسب طریقے سے ہم آہنگ نہیں ہوتا۔ اس کی وجہ سے حرارت کی منتقلی میں بڑا فرق پیدا ہوتا ہے، اور غیرقابلِ بحال نقصانات بھی زیادہ ہوتے ہیں۔ کالینا چکر، امونیا کے محلول کو کام کرنے والے مادہ کے طور پر استعمال کرنے والا ایک چکری نظام ہے۔ سب سے آسان تھرمل چکر، پہلے درجے کا تقطیری چکر ہے؛ یعنی مخصوص کثافت والے امونیا کے محلول کو پمپ کے ذریعہ دباؤ دے کر، پری ہیٹر کے ذریعہ گرم کیا جاتا ہے، پھر اسے ریزرویئر بوائلر میں ڈال کر بھاپ بنائی جاتی ہے۔ یہ بھاپ ٹربائن میں جاکر کام کرتی ہے۔ اس کے بعد، پیچیدہ تقطیری نظام کے ذریعہ امونیا کے محلول کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے، تاکہ ٹربائن سے خارج ہونے والی بھاپ دوبارہ مخصوص کثافت والے محلول میں تبدیل ہو جائے۔ اس طرح ایک چکر مکمل ہو جاتا ہے۔ 　　کالینا سرکل میں، بخارات بننے کے عمل میں مادہ کا دباؤ اور درجہ حرارت برقرار رہتا ہے؛ اس طرح مادہ کے حرارت جذب کرنے کے عمل میں پیش آنے والی غیرقابلِ واپسی صورتحال کم ہو جاتی ہے۔ نیز، ٹھنڈا ہونے کے عمل میں بننے والے مادہ میں امونیا کی مقدار کم ہوتی ہے؛ اس طرح مخلوط مادوں کے استعمال سے رونما ہونے والے نقصانات کو کم کیا جا سکتا ہے۔ نظریاتی تجزیوں کے مطابق، کالینا سائیکل، خالص مادوں پر مبنی آرگینک رینکن سائیکل کے مقابلے میں 15 فیصد سے زیادہ بہتر کارکردگی دکھاتا ہے۔ لیکن عملی استعمال میں، امونیا والے محلول کے بخارات بننے کے عمل کی پیچیدگیوں جیسے عوامل کی وجہ سے، کالینا سائیکل اتنی بہتر کارکردگی نہیں دکھا پاتا۔ 　　تحقیقات سے پتا چلتا ہے کہ درمیانی اور کم درجہ حرارت والی حرارت کی بحالی میں، مختلف قسم کی حرارت کے لئے، کالینا سائیکل اور رامزے سائیکل دونوں ہی حرارت کی بحالی کے لحاظ سے فائدہ مند ہیں۔ لیکن جب درجہ حرارت اور بہاؤ مستقل ہو، اور حرارت کو پیداواری عمل میں استعمال کرنے کے لئے مخصوص درجہ حرارت پر خارج کیا جائے، تو آرگینک رامزے سائیکل کا نظام کم درجہ حرارت والی حرارت کی بحالی کے لحاظ سے زیادہ مفید ہے۔ 　　نتیجہ: فی الوقت، ہمارے ملک میں درمیانی اور اعلیٰ درجہ حرارت والی بچی ہوئی حرارت کے استعمال سے متعلق ٹیکنالوجیوں کا استعمال کافی نہیں ہے، جبکہ کم درجہ حرارت والی بچی ہوئی حرارت کے استعمال سے متعلق ٹیکنالوجیاں ابھی تک ترقی نہ پانے کی وجہ سے بالک لہذا، صنعتی شعبے میں توانائی کی بچت اور فضلہ کم کرنے کے لئے، ایک طرف تو درمیانی اور اعلی درجہ حرارت والی حرارت کے استعمال سے متعلق ٹیکنالوجیوں کو مزید فروغ دینا ضروری ہے، خصوصاً چھوٹے اور درمیانے درجہ کی کمپنیوں میں حرارت کے استعمال کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ ساتھ ہی، پورے پروسیسنگ سسٹم اور اس سے متعلق حرارت کے استعمال سے متعلق ٹیکنالوجیوں کو بھی بہتر بنانا ضروری ہے۔ دوسری جانب، ٹیکنالوجی کی ترقی کے لحاظ سے، کم درجہ حرارت والے نامیاتی رینکن سرکل ٹیکنالوجی، کم درجہ حرارت والی صنعتی بچی ہوئی حرارت، زیرزمین حرارت، اور سولر انرجی کا استعمال کرنے کا ایک مؤثر طریقہ ہے۔ لیکن ملک میں ابھی تک یہ ٹیکنالوجی موجود نہیں ہے۔ لہذا، نامیاتی رینکن سرکل جیسی کم درجہ حرارت والی بچی ہوئی حرارت سے بجلی پیدا کرنے والی ٹیکنالوجیوں پر مزید تحقیق کرنا، اور ان کے انجینئرنگی استعمال کو فروغ دینا، کم درجہ حرارت والی بچی ہوئی حرارت کے بہتر استعمال میں اہم کردار ادا کرے گا۔