امونیا کے ذریعے سلفائیزیشن کیوں کم سلفر والے کوئلے کے لیے بھی مناسب ہے

لمع عرصِ طویل، ایک سادہ تصور بجلی گھر کے سلفورائزیشن کے شعبے میں رائج رہا ہے: اُچّے سلفور والے کوئلے کے لیے امونیا پر مبنی ٹیکنالوجی کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ کم سلفور والے کوئلے کو کیلشیم پر مبنی سلفورائزیشن کے ذریعے معیشت کے مطابق سنبھالا جا سکتا ہے۔

اس تصور کو جواز دینا اب بڑھتی ہوئی حد تک مشکل ہو رہا ہے۔

سخت گردشی اخراج کی شرائط، سخت ٹھوس فضلہ کے انتظام، اور کاربن کی لاگت پر بڑھتی ہوئی توجہ کے تناظر میں، بجلی گھر صرف یہ نہیں دیکھ رہے ہیں کہ ان کا موجودہ نظام آج کی اخراج کی حدود کو پورا کر سکتا ہے یا نہیں۔ وہ یہ بھی جاننا چاہتے ہیں کہ کیا یہ آنے والے سالوں میں معیشتی اور عملی طور پر پائیدار رہ سکتا ہے۔

یہی وہ مقام ہے جہاں امونیا سلفورائزیشن کو قریب سے دیکھنے کی ضرورت ہے۔

امونیا سلفورائزیشن مختلف کوئلے کی اقسام کو کیوں سنبھال سکتا ہے؟

امونیا سلفورائزیشن کی مندی اس کے ردِ عمل کے طریقہ کار سے زیادہ تر نکلتی ہے۔

روایتی کیلشیم ڈی سلفرائزیشن میں گیس-سالڈ-لِکوئڈ ری ایکشنز شامل ہوتی ہیں۔ چونے کے پتھر کے محلول کی شرح اور ماس ٹرانسفر کی کارکردگی پورے ری ایکشن عمل کو متاثر کر سکتی ہے۔ جب سلفر ڈائی آکسائیڈ کی تراکیب بڑھتی ہے، تو سسٹم کو زیادہ سلری سرکولیشن ریٹس اور سخت آپریٹنگ حالات کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

امونیا ڈی سلفرائزیشن، اس کے برعکس، بنیادی طور پر ایک گیس-لِکوئڈ ری ایکشن ہے۔ سلفر ڈائی آکسائیڈ آسانی سے محلول میں گھلتا ہے اور امونیا کے ساتھ تیزی سے ری ایکٹ کرتا ہے، جس کی وجہ سے ابсорپشن عمل موثر طریقے سے آگے بڑھ سکتا ہے، بغیر وہ ری ایکشن ریٹ کی پابندیوں کے جو چونے کے پتھر پر مبنی سسٹمز سے منسلک ہیں۔

یہ امونیا پر مبنی ٹیکنالوجی کو مختلف قسم کے کوئلے کی معیاری خصوصیات کے لیے مناسب بناتا ہے۔

عملی درجہ بندیوں میں، جدید امونیا ڈی سلفرائزیشن سسٹمز کم، درمیانہ اور زیادہ سلفر والے کوئلے کی صورتوں میں 95 فیصد سے زائد ڈی سلفرائزیشن کارکردگی حاصل کر سکتے ہیں۔ امونیا کی بازیافت کی شرح 97 فیصد یا اس سے زیادہ ہونے سے سسٹم کی معاشی کارکردگی کو برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔

ان پودوں کے لیے جہاں کوئلے کی معیار میں وقت کے ساتھ تبدیلی آتی ہے، یہ لچک خاص طور پر قیمتی ہو سکتی ہے۔ پودے کو اپنی بنیادی ڈی سلفرائزیشن کی حکمت عملی کو دوبارہ ڈیزائن کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہر بار جب ایندھن کی سلفر کی مقدار میں تبدیلی آتی ہے۔

کم سلفر والے کوئلے کے لیے بھی مکمل لاگت کا حساب لگانا ضروری ہے

ایک عام دلیل سیدھی سادی ہے: اگر کم سلفر والے کوئلے سے پہلے ہی نسبتاً کم SO₂ اخراج پیدا ہوتا ہے اور کیلشیم پر مبنی نظام منسلک حدود کو پورا کر سکتا ہے، تو پھر عمل میں تبدیلی کیوں کی جائے؟

جواب صرف سلفر کی تراکیب کے بجائے کل آپریٹنگ لاگت میں پوشیدہ ہے۔

1. جِپسم کی تربیت اب بھی آپریٹنگ لاگت ہی رہتی ہے

کیلشیم پر مبنی ڈی سلفرائزیشن جِپسم کو ایک جانبی مصنوعات کے طور پر پیدا کرتی ہے۔ کم سلفر والے کوئلے کے پودے میں زیادہ سلفر والے کوئلے کے پودے کے مقابلے میں کم جِپسم پیدا ہو سکتی ہے، لیکن اس کے نتیجے میں ہونے والی ہینڈلنگ، ذخیرہ کرنے، نقل و حمل اور تربیت کی ضروریات غائب نہیں ہوتیں۔

جب کہ ٹھوس فضلہ کے انتظام کی ضروریات سخت تر ہوتی جاتی ہیں، تو ان لاگتوں کو کسی بھی لمبے عرصے تک فلیو گیس ڈی سلفرائزیشن سسٹم کے جائزے میں شامل کیا جانا چاہیے۔

2. کاربن کے اخراج کی لاگت صرف کوئلے کی قسم پر منحصر نہیں ہوتی

ایک اور اہم بات جس پر غور کرنا چاہیے وہ کیلشیم پر مبنی ڈی سلفرائزیشن کا کاربن کے اثرات ہیں۔

اس عمل کے لیے درج کیمیائی سٹوئیومیٹری کے مطابق، ایک ٹن SO₂ کو جذب کرنے سے تقریباً 0.75 ٹن CO₂ خارج ہوتی ہے۔ یہ تناسب اس کیمیائی ردعمل سے منسلک ہے، نہ کہ اس بات سے کہ پلانٹ زیادہ یا کم سلفر والے کوئلے کو جلا رہا ہے۔

جب کاربن کے منڈیاں ترقی کرتی ہیں تو ان اخراجات کے معاشی اثرات بجلی گھر کے آپریٹرز کے لیے بڑھتے جا رہے اہمیت کا حامل ہو سکتے ہیں۔

3. ثانوی مصنوعات کی معاشیات معاملے کو تبدیل کر سکتی ہے

ڈی سلفرائزیشن سسٹم کی معاشیات میں اس کی ثانوی مصنوعات کے بارے میں بھی غور کرنا چاہیے۔

کیلشیم پر مبنی سسٹمز میں جپسم عام طور پر ایک ایسی مواد ہوتی ہے جس کا انتظام کرنا ضروری ہوتا ہے۔ جبکہ امونیا ڈی سلفرائزیشن میں سلفر کو امونیم سلفیٹ کی شکل میں بحال کیا جا سکتا ہے۔

اگرچہ کم سلفر والے کوئلے کے پلانٹ سے امونیم سلفیٹ کی نسبتاً چھوٹی مقدار پیدا ہوتی ہے، لیکن اس جانبی مصنوع کی تجارتی قدر ہونے کا امکان موجود ہوتا ہے۔ اس سے نظام کی آپریشنل معیشت کے جائزے کا طریقہ بدل جاتا ہے۔

کوئلے کی معیاری صلاحیت غیر متوقع ہونے لگی ہے۔

fuels کی خریداری کوئلے کی قسم کے لیے موافقت کی اہمیت کا ایک اور سبب ہے۔

کئی طاقت کے پلانٹس پورے آپریشنل زندگی کے دوران ایک واحد، مستقل کوئلے کے معیار کی ضمانت نہیں دے سکتے۔ منڈی کے حالات، سپلائی کی دستیابی، اور فیول کی لاگت مختلف درجے کے کوئلے یا مرکب فیولز کے استعمال کی وجہ بن سکتی ہے۔

اس لیے ایک ڈی سلفرائزیشن سسٹم کو ان لیٹ SO₂ کی تراکیب میں تبدیلیوں کو برداشت کرنے کی صلاحیت ہونی چاہیے، بغیر آپریشن کی استحکام کو متاثر کیے۔

یہ وہ شعبہ ہے جہاں امونیا ڈی سلفرائزیشن آپریشنل لچک فراہم کر سکتی ہے۔

اس کی تیز ردعمل کی کینیٹکس کی وجہ سے، امونیا پر مبنی ٹیکنالوجی سلفر ڈائی آکسائیڈ کی غیرمستقل سطح کے تناظر میں مؤثر طریقے سے جواب دے سکتی ہے۔ نظام کو صرف ایک مخصوص قسم کے کوئلے کے لیے ڈیزائن کرنے کے بجائے، آپریٹرز کو ایندھن کے انتخاب اور املاج کے معاملے میں زیادہ لچک حاصل ہوتی ہے۔

اس اعتبار سے، کیلشیم سے امونیا تبدیلی صرف ایک عملی اپ گریڈ نہیں ہے۔ یہ بجلی کے پلانٹ کو مستقبل میں ایندھن کی خریداری میں بھی زیادہ لچک فراہم کر سکتی ہے۔

کیا امونیا کی دھولی صاف کرنے والی ٹیکنالوجی واقعی کوئلے کی اقسام کی رکاوٹ عبور کر چکی ہے؟

یہ خیال کہ امونیا پر مبنی دھولی کے علاج کا نظام صرف اُچھے سلفر والے کوئلے کے لیے مناسب ہے، اب ٹیکنالوجی کے تمام اطلاقات کو ظاہر نہیں کرتا۔

امونیا کی دھولی صاف کرنے والی ٹیکنالوجی مختلف کوئلے اور آپریشنل حالات کے تحت استعمال کی گئی ہے، جس میں اُچھے سلفر والے ایندھن استعمال کرنے والے پلانٹس کے علاوہ کم سلفر والے کوئلے پر مشتمل آپریشنز بھی شامل ہیں۔

کسی قائم شدہ بجلی کے پلانٹ کے لیے، امونیا پر مبنی FGD سسٹم اپنانے کا فیصلہ صرف سلفر کی مقدار کی بنیاد پر نہیں کیا جانا چاہیے۔

ایک مکمل تخمین کا جائزہ درج ذیل عوامل پر مشتمل ہونا چاہیے:

• سوفر ڈائی آکسائیڈ کی ساندراخت اور اس کی متوقع تبدیلی

• موجودہ ایف جی ڈی نظام کی کارکردگی

• جپسم کی تیاری اور تربیت کی ضروریات

• ویسٹ واٹر ٹریٹمنٹ کی ضروریات

• کاربن سے متعلق آپریٹنگ اخراجات

• امونیا کا استعمال اور اس کی بازیابی

• ثانوی پیداوار کا استعمال

• مستقبل میں ایندھن کی خریداری کی لچک

• طویل المدت ماحولیاتی مطابقت

کیلشیم سے امونیا تبدیلی: صرف ایک ڈی سلفورائزیشن اپ گریڈ سے کہیں زیادہ

جن بجلی گھروں میں فی الحال کیلشیم پر مبنی ڈی سلفورائزیشن نظام چل رہے ہیں، وہاں امونیا پر مبنی ٹیکنالوجی میں تبدیلی کو محض ایک جاذب کی جگہ دوسرے جاذب کو رکھنے کے بجائے ایک وسیع تر بہتری منصوبے کے طور پر جانچا جا سکتا ہے۔

مقصد صرف مطلوب سلفر ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کو کم کرنے کی کارکردگی حاصل کرنا نہیں ہے۔ بلکہ ماحولیاتی کارکردگی، آپریشن کے اخراجات، ثانوی پیداوار کے انتظام اور مستقبل میں مختلف اقسام کے ایندھن کے استعمال کی لچک کے درمیان مجموعی توازن کو بہتر بنانا بھی شامل ہے۔

منگ شینگ ماحولیاتی تحفظ اپنے دہائیوں پر محیط کیمیائی انجینئرنگ کے تجربے اور امونیا پر مبنی دھوئیں کے علاج کی سات نسلوں کی ٹیکنالوجی کی ترقی پر انحصار کرتا ہے۔ یہ ٹیکنالوجی مختلف قسم کے کوئلے کی معیاری حالتوں میں استعمال کی گئی ہے، جس سے مستقل ڈی سلفرائزیشن کارکردگی اور امونیا کی بازیابی کو یقینی بنایا گیا ہے۔

اصل بات بہت سادہ ہے: کوئلے میں سلفر کی مقدار کو امونیا کے ذریعے ڈی سلفرائزیشن کے لیے مناسب ہونے کا واحد تعینی عنصر نہیں سمجھا جانا چاہیے۔

آج کے طاقت کے پلانٹس کے لیے اہم سوال یہ ہے کہ کیا موجودہ ایف جی ڈی نظام مسلسل ماحولیاتی کارکردگی فراہم کرتا رہ سکتا ہے جبکہ مختلف ضابطہ جاتی، کاربن اور ایندھن کے منڈی کی حالتوں کے تحت کل آپریشن اخراجات کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

اسی لیے کیلشیم سے امونیا تبدیلی پر نہ صرف اُچھے سلفر والے کوئلے کے گاڑھے پلانٹس بلکہ درمیانے اور کم سلفر والے کوئلے کا استعمال کرنے والے آپریٹرز کی توجہ مرکوز ہے۔