अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन क्यों कम सल्फर वाले कोयले के लिए भी उपयुक्त है

लंबे समय से, बिजली संयंत्रों में डीसल्फराइज़ेशन के क्षेत्र में एक सरल मान्यता रही है: उच्च-सल्फर कोयले के लिए अमोनिया-आधारित प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है, जबकि कम-सल्फर कोयले को कैल्शियम-आधारित डीसल्फराइज़ेशन के साथ आर्थिक रूप से संभाला जा सकता है।

यह मान्यता और भी अधिक समर्थित करना कठिन होता जा रहा है।

कड़े उत्सर्जन आवश्यकताओं, कठोर ठोस अपशिष्ट प्रबंधन और कार्बन लागत पर बढ़ते ध्यान के साथ, बिजली संयंत्र यह जांचने के लिए अपने मौजूदा प्रणाली की क्षमता से आगे देख रहे हैं कि क्या वह वर्तमान उत्सर्जन सीमाओं को पूरा कर सकती है। वे यह भी पूछ रहे हैं कि क्या वह आने वाले वर्षों में आर्थिक और संचालन स्तर पर स्थायी बनी रह सकती है।

यहीं पर अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन को निकट से देखने की आवश्यकता है।

अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन विभिन्न कोयला गुणवत्ताओं को क्यों संभाल सकता है?

अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन की अनुकूलन क्षमता मुख्य रूप से इसके अभिक्रिया तंत्र से उत्पन्न होती है।

पारंपरिक कैल्शियम डीसल्फराइज़ेशन में गैस-ठोस-द्रव अभिक्रियाएँ शामिल होती हैं। चूना पत्थर की विलयन दर और द्रव्यमान स्थानांतरण की दक्षता समग्र अभिक्रिया प्रक्रिया को प्रभावित कर सकती है। जब सल्फर डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ती है, तो प्रणाली को उच्च गाद संचारण दरों और अधिक कठोर संचालन स्थितियों की आवश्यकता हो सकती है।

तुलना के लिए, अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन मुख्य रूप से एक गैस-द्रव अभिक्रिया है। सल्फर डाइऑक्साइड आसानी से घुल जाती है और अमोनिया के साथ तीव्र गति से अभिक्रिया करती है, जिससे अवशोषण प्रक्रिया को चूना पत्थर आधारित प्रणालियों के साथ जुड़ी अभिक्रिया दर की सीमाओं के बिना कुशलतापूर्ण रूप से आगे बढ़ाया जा सकता है।

इससे अमोनिया-आधारित प्रौद्योगिकी विभिन्न प्रकार के कोयले की गुणवत्ता के लिए उपयुक्त हो जाती है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उन्नत अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन प्रणालियाँ कम-, मध्यम- और उच्च-सल्फर कोयले की स्थितियों के तहत ९५% से अधिक डीसल्फराइज़ेशन दक्षता प्राप्त कर सकती हैं। ९७% या उससे अधिक की अमोनिया पुनर्प्राप्ति दर भी प्रणाली के आर्थिक प्रदर्शन को बनाए रखने में सहायता कर सकती है।

जहाँ कोयले की गुणवत्ता समय के साथ बदलती है, वहाँ यह लचीलापन विशेष रूप से मूल्यवान हो सकता है। ईंधन की सल्फर सामग्री में परिवर्तन होने पर संयंत्र को अपनी मूल डीसल्फराइज़ेशन रणनीति को बार-बार पुनः डिज़ाइन करने की आवश्यकता नहीं होती है।

कम-सल्फर कोयला भी पूर्ण-लागत गणना की आवश्यकता रखता है

एक सामान्य तर्क सीधा-सा है: यदि कम-सल्फर कोयला पहले से ही तुलनात्मक रूप से कम SO₂ उत्सर्जन उत्पन्न करता है और कैल्शियम-आधारित प्रणाली लागू सीमाओं को पूरा कर सकती है, तो प्रक्रिया को क्यों बदला जाए?

उत्तर कुल संचालन लागत में छुपा है, न कि केवल सल्फर सांद्रता में।

१. जिप्सम निपटान अभी भी एक संचालन लागत है

कैल्शियम-आधारित डीसल्फराइज़ेशन के द्वारा जिप्सम एक उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। कम-सल्फर कोयला संयंत्र एक उच्च-सल्फर कोयला संयंत्र की तुलना में कम जिप्सम उत्पन्न कर सकता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप हैंडलिंग, भंडारण, परिवहन और निपटान की आवश्यकताएँ समाप्त नहीं हो जाती हैं।

जैसे-जैसे ठोस अपशिष्ट प्रबंधन की आवश्यकताएँ कठोर होती जाती हैं, इन लागतों को फ्लू गैस डीसल्फराइज़ेशन प्रणाली के किसी भी दीर्घकालिक मूल्यांकन में शामिल किया जाना चाहिए।

2. कार्बन लागतें केवल कोयले के प्रकार पर निर्भर नहीं करती हैं

एक अन्य विचार कैल्शियम-आधारित डीसल्फराइज़ेशन के साथ जुड़ा कार्बन प्रभाव है।

प्रक्रिया के लिए वर्णित रासायनिक स्टॉइकियोमेट्री के अनुसार, एक टन SO₂ को अवशोषित करने से लगभग 0.75 टन CO₂ मुक्त होती है। यह संबंध प्रतिक्रिया स्वयं से जुड़ा है, न कि यह कि संयंत्र उच्च-या निम्न-सल्फर कोयला जला रहा है या नहीं।

जैसे-जैसे कार्बन बाज़ारों का विकास होता है, इन उत्सर्जनों के आर्थिक प्रभाव बिजली संयंत्र संचालकों के लिए बढ़ते हुए प्रासंगिक हो सकते हैं।

3. उप-उत्पाद अर्थशास्त्र समीकरण को बदल सकता है

डीसल्फराइज़ेशन प्रणाली के अर्थशास्त्र में इसके उप-उत्पादों के साथ क्या होता है, इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

कैल्शियम-आधारित प्रणालियों के साथ, जिप्सम आमतौर पर एक ऐसी सामग्री होती है जिसका प्रबंधन करने की आवश्यकता होती है। अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन के साथ, सल्फर को अमोनियम सल्फेट के रूप में पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

यहाँ तक कि जब एक कम सल्फर वाले कोयला संयंत्र अमोनियम सल्फेट की तुलनात्मक रूप से छोटी मात्रा उत्पादित करता है, तो भी इस पार्श्व उत्पाद का व्यावसायिक मूल्य हो सकता है। यह व्यवस्था की संचालन अर्थव्यवस्था के मूल्यांकन के तरीके को बदल देता है।

कोयले की गुणवत्ता पूर्वानुमेय होने के लिए कम हो रही है

ईंधन की खरीद एक और कारण है जिसके कारण कोयले के प्रकार के अनुकूलन की महत्ता बढ़ जाती है।

कई विद्युत संयंत्र सुविधा के पूरे संचालन जीवनकाल के दौरान एकल, स्थिर कोयला गुणवत्ता की गारंटी नहीं दे सकते हैं। बाज़ार की स्थितियाँ, आपूर्ति की उपलब्धता और ईंधन की लागत के कारण विभिन्न कोयला ग्रेड या मिश्रित ईंधन के उपयोग की संभावना होती है।

इसलिए एक डीसल्फराइज़ेशन प्रणाली को इनलेट SO₂ सांद्रता में परिवर्तनों को स्थिर संचालन को समाप्त किए बिना समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

यह एक क्षेत्र है जहाँ अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन संचालनात्मक लचीलापन प्रदान कर सकता है।

इसकी तीव्र प्रतिक्रिया गतिकी के कारण, अमोनिया-आधारित प्रौद्योगिकी सल्फर डाइऑक्साइड की सांद्रता में परिवर्तनों के प्रति प्रभावी ढंग से प्रतिक्रिया कर सकती है। प्रणाली को एक निश्चित कोयला गुणवत्ता के आधार पर डिज़ाइन करने के बजाय, संचालक ईंधन के चयन और मिश्रण में अधिक लचीलापन रख सकते हैं।

इस अर्थ में, कैल्शियम-से-अमोनिया रूपांतरण केवल एक प्रक्रिया अद्यतन नहीं है। यह एक विद्युत संयंत्र को भविष्य में ईंधन की खरीद में भी अधिक लचीलापन प्रदान कर सकता है।

क्या अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन वास्तव में कोयला-प्रकार की बाधा को पार कर चुका है?

यह विचार कि अमोनिया-आधारित धुएँ गैस उपचार केवल उच्च-सल्फर कोयला के लिए उपयुक्त है, प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोगों की पूरी श्रृंखला को अब नहीं दर्शाता है।

अमोनिया डीसल्फराइज़ेशन को विभिन्न कोयला और संचालन स्थितियों के तहत लागू किया गया है, जिसमें अपेक्षाकृत उच्च-सल्फर ईंधन का उपयोग करने वाले संयंत्र भी शामिल हैं, साथ ही मुख्य रूप से कम-सल्फर कोयला के साथ संचालित सुविधाएँ भी।

एक स्थापित विद्युत संयंत्र के लिए, अमोनिया-आधारित FGD प्रणाली अपनाने का निर्णय अतः केवल सल्फर सामग्री पर आधारित नहीं होना चाहिए।

एक अधिक पूर्ण मूल्यांकन में निम्नलिखित को ध्यान में रखा जाना चाहिए:

• SO₂ सांद्रता और उसके अपेक्षित परिवर्तन

• विद्यमान FGD प्रणाली का प्रदर्शन

• जिप्सम उत्पादन और निपटान आवश्यकताएँ

• अपशिष्ट जल उपचार की आवश्यकताएँ

• कार्बन से संबंधित संचालन लागतें

• अमोनिया की खपत और पुनर्प्राप्ति

• उप-उत्पाद का उपयोग

• भविष्य के ईंधन खरीद की लचीलापन

• दीर्घकालिक पर्यावरणीय अनुपालन

कैल्शियम-से-अमोनिया रूपांतरण: केवल डीसल्फराइज़ेशन अपग्रेड से अधिक

जिन संयंत्रों में वर्तमान में कैल्शियम-आधारित डीसल्फराइज़ेशन प्रणालियाँ संचालित हो रही हैं, उनके लिए अमोनिया-आधारित प्रौद्योगिकी में रूपांतरण को केवल एक अवशोषक के स्थान पर दूसरे के प्रतिस्थापन के रूप में नहीं, बल्कि एक व्यापक अनुकूलन परियोजना के रूप में मूल्यांकित किया जा सकता है।

उद्देश्य केवल आवश्यक सल्फर डाइऑक्साइड निकास दक्षता प्राप्त करना नहीं है। यह वातावरणीय प्रदर्शन, संचालन लागत, उप-उत्पाद प्रबंधन और भविष्य की ईंधन लचीलापन के बीच समग्र संतुलन में सुधार करना भी है।

मिंगशेंग एनवायरनमेंटल प्रोटेक्शन अमोनिया-आधारित धुएँ गैस उपचार में रसायन इंजीनियरिंग के दशकों के अनुभव और सात पीढ़ियों के प्रौद्योगिकी विकास पर निर्भर करता है। यह प्रौद्योगिकी विभिन्न कोयला-गुणवत्ता स्थितियों पर लागू की गई है, जो स्थिर डिसल्फराइज़ेशन प्रदर्शन और अमोनिया पुनर्प्राप्ति का समर्थन करती है।

मुख्य बिंदु सरल है: कोयले की सल्फर सामग्री का उपयोग अमोनिया डिसल्फराइज़ेशन के उपयुक्त होने का निर्धारण करने के लिए एकमात्र कारक नहीं होना चाहिए।

आज के बिजली संयंत्रों के लिए, अधिक महत्वपूर्ण प्रश्न यह है कि क्या मौजूदा एफजीडी प्रणाली बदलती नियामक, कार्बन और ईंधन-बाज़ार की स्थितियों के तहत कुल संचालन लागत को नियंत्रित करते हुए स्थिर वातावरणीय प्रदर्शन जारी रख सकती है।

इसीलिए कैल्शियम-से-अमोनिया रूपांतरण न केवल उच्च-गंधक कोयला संयंत्रों से, बल्कि मध्यम- और निम्न-गंधक कोयला का उपयोग करने वाले संचालकों से भी ध्यान आकर्षित कर रहा है।