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जलवायु परिवर्तन और अपशिष्ट प्रबंधन की बढ़ती समस्याएँ मिलकर बायोगैस को ऊर्जा का एक लाभदायक और यहाँ तक कि आवश्यक स्रोत बनाती हैं। सबसे पहले, बायोगैस का दहन — पृथ्वी में गहराई तक दबे जीवाश्म ईंधन स्रोतों के विपरीत — वातावरण में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का योगदान नहीं करता है, क्योंकि इसका उद्गम, या सब्सट्रेट, पहले से ही वातावरण से कार्बन खींच चुका होता है। इसके अलावा, बायोगैस ऐसे सब्सट्रेट से प्राप्त होती है, जो अधिकतर लैंडफिल में दफन या अन्यथा त्याग दिया जाता है: खाद्य स्क्रैप और उप-उत्पाद; पशु खाद और मल; कीचड़ और सीवेज; और सड़ती हुई वनस्पति। लेकिन, ये अवांछित पदार्थ ऊर्जा में कैसे बदलते हैं?
चाहे जीवाश्म ईंधन का उपयोग किया जाए या बायोगैस जैसी हरित जैविक सामग्री का — ऊर्जा उत्पादक दहन के लिए गैसें निकालने का प्रयास करते हैं। बिजली संयंत्रों में, यह दहन यांत्रिक ऊर्जा को उत्तेजित करता है, जो एक बार चुम्बकित होने पर बिजली में परिवर्तित हो जाती है। गैसीकरण औद्योगिक क्रांति और उसके बाद आधुनिकता की ओर बढ़ते हुए गति का प्रेरक बल था। फिर भी एक भूगर्भीय या जैविक पदार्थ और ज्वलनशील गैसों के बीच संबंध स्थापित करने में विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला शामिल होती है। पेट्रोलियम या कोयले के मामलों में, फीडस्टॉक सामग्री को 1,200 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक गरम किया जाता है, जबकि ऑक्सीजन और भाप को बारीकी से कैलिब्रेट किया जाता है ताकि दहन न हो। इस प्रक्रिया से निकलने वाली गैस को संश्लेषण गैस — संक्षेप में, syngas — कहा जाता है। इस गैस में CO2 और कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) के साथ-साथ नाइट्रोजन (N2) और हाइड्रोजन (H2) भी होता है। इसे बिना गैसीकृत कोयले या तेल की तुलना में अधिक तापमान पर प्रज्वलित किया जा सकता है।
कड़ाई से कहें तो, बायोगैस उत्पन्न करने वाले जैविक पदार्थों को बायोमास माना जा सकता है। हालाँकि, ठीक से समझा जाए, तो बायोमास को स्वयं ऊर्जा के लिए जलाया जाता है, जबकि बायोगैस को जन्म देने वाला सब्सट्रेट अवायवीय पाचन के रूप में जानी जाने वाली प्रतिक्रियाओं की एक लंबी श्रृंखला से गुजरता है। यहाँ ऑक्सीजन कहीं नहीं होती है और यह अनुपस्थिति विशेष जीवाणुओं को जैविक सामग्री पर काम करने की अनुमति देती है। यह कार्य, कई दिनों के दौरान, CO2, मीथेन (CH4) और कम सामग्री वाले अन्य यौगिकों के निकलने का कारण बनता है। जैसा कि इंगित किया गया है, बायोमास को — कम से कम आंशिक रूप से — ऑक्सीजन के माध्यम से गैसीकृत किया जाता है। इसके विपरीत, बायोगैस केवल एक ऐसी प्रक्रिया से उत्पन्न हो सकती है जो ऑक्सीजन रहित हो। इसके अलावा, बायोमास आमतौर पर वैकल्पिक ईंधन और बिजली के उद्देश्य से उगाया जाता है; बायोगैस बड़े पैमाने पर ऐसे जैविक पदार्थों से आती है जिन्हें अन्यथा त्याग दिया जाता।
बायोगैस दहन से निकलने वाली गैसों में हानिकारक उत्सर्जन और कण जैसे टार, क्षारीय धातुएँ, क्लोरीन और नाइट्रोजन यौगिक शामिल होते हैं। कच्ची बायोगैस, अपने आप में, अक्सर हाइड्रोजन सल्फाइड, सिलोक्सेन और अन्य संक्षारक रसायनों से दूषित होती है। बायोगैस या गैसीकृत बायोमास के अंतिम गंतव्य के आधार पर, एक या अधिक प्रक्रियाओं के अनुसार सफाई करनी पड़ती है: जल शोधन, अमीन अवशोषण, सक्रिय कार्बन अधिशोषण, चार-बेड फिल्टर और बायो-ऑयल स्क्रबर।
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