बायोगैस स्क्रबर

मीथेन एक ग्रीनहाउस गैस है जो वायुमंडलीय प्रदूषण और जलवायु परिवर्तन की जटिलताओं के लिए कुछ हद तक जिम्मेदार है। साथ ही, यह एक नवीकरणीय गैस है जो उत्पन्न ऊर्जा के एक प्रचुर वैकल्पिक स्रोत के साथ-साथ वाहनों को चलाने का एक पारिस्थितिक तरीका भी है। सबसे अच्छी बात यह है कि यह भूवैज्ञानिक जमाव से प्राप्त प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक प्रचुर और तुरंत सुलभ है। फिर भी — प्राकृतिक गैस, पेट्रोलियम या कोयले की तरह — बायोगैस अपने सबसे कच्चे रूप में रासायनिक यौगिक होते हैं जो अर्थव्यवस्था, दक्षता और, हाँ, सुरक्षा में बाधा डालते हैं। बायोगैस स्क्रबर इन अवांछित पदार्थों के लिए एक उपाय है।

बायोगैस कैसे बनती है?

बायोगैस का सार मीथेन, या CH₄ है, जो एक रंगहीन, गंधहीन ग्रीनहाउस गैस है। इस प्रकार, जब वायुमंडल में प्रचुर मात्रा में होती है, तो CH₄ ऊष्मा को फैलने से रोकेगी और ग्लोबल वार्मिंग तथा जलवायु परिवर्तन को बढ़ाएगी। कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) से कम प्रचुर और दीर्घकालिक होने के बावजूद, मीथेन अन्य ग्रीनहाउस गैसों की तुलना में अधिक menacing ताप-अवरोधक है। हालांकि, इन सब के बावजूद, CH₄ ऊर्जा के मामले में जबरदस्त क्षमता रखती है। शुद्ध बायोगैस अब क्षेत्रीय पावर ग्रिड और सार्वजनिक परिवहन प्रणालियों में योगदान करती है। यह साबित करता है कि, जब बायोगैस मीथेन को पकड़ा जाता है, तो यह एक पर्यावरणीय संपत्ति होती है न कि दायित्व।

यह कैसे होता है? इस तथ्य पर विचार करें: कुछ अनुमानों के अनुसार, मानव-जनित ग्रीनहाउस उत्सर्जन का 15 प्रतिशत पशुओं के पेट फूलने से आता है। यह पाचन का उत्पाद नहीं तो और क्या है, अर्थात, विभिन्न रासायनिक यौगिकों के निर्माण के लिए पदार्थों को तोड़ना। ऐसा ही अवायवीय पाचन के मामले में है। यह प्रक्रिया सभी प्रकार के कचरे से मीथेन बनाती है: खाद, सीवेज, खाद, लैंडफिल, मृत पेड़ की शाखाएँ, जानवरों के शव आदि। ऐसे युग में जब अपशिष्ट प्रबंधन एक बढ़ता हुआ पर्यावरणीय तनाव है, अवायवीय पाचन — जो स्वाभाविक रूप से या मानवीय इरादे से होता है — भूमि और वायुमंडल दोनों की पारिस्थितिकी को संबोधित करता है।

मनुष्यों द्वारा इंजीनियर किए गए एक अवायवीय डाइजेस्टर में, उपरोक्त सूचीबद्ध किसी भी फीडस्टॉक — जिसे सब्सट्रेट भी कहा जाता है — को ऑक्सीजन रहित टैंक में सीमित कर दिया जाता है। एक बार इस प्रकार अलग कर दिए जाने और विभिन्न तापमानों पर गर्म किए जाने के बाद, कार्बनिक पदार्थ बैक्टीरिया के माध्यम से अपघटन के कई चरणों से गुजरते हैं। इस प्रक्रिया के अंत में, सब्सट्रेट CH₄, CO₂ और ट्रेस मात्रा में अन्य यौगिकों का एक मिश्रण उत्पन्न करता है। यह बायोगैस है, जिसे कैप्चर और भंडारण के लिए एक और पोत में भेज दिया जाता है। फीडस्टॉक का शेष भाग डाइजेस्टेट होता है, जिसे बाद में उर्वरक या पशुधन बिछौने के लिए उपयोग के लिए आरक्षित रखा जाता है, उदाहरण के लिए। इस बीच, कैप्चर की गई बायोगैस का भविष्य उसके प्रसंस्करण पर निर्भर करता है। पाचन के बाद की स्थिति में, बायोगैस अभी प्रमुख उपयोग के लिए तैयार नहीं है।

बायोगैस स्क्रबर कैसे काम करता है

कच्ची बायोगैस मीथेन के साथ — CO₂, हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S), सिलोक्सेन, मर्कैप्टन और सल्फर डाइऑक्साइड, अन्य पदार्थों सहित होती है। विभिन्न डिग्री में, ये रसायन बायोगैस को ऊर्जा स्रोत के रूप में कम प्रभावी बनाते हैं और परिवहन तथा भंडारण क्षमता को नुकसान पहुंचा सकते हैं। इनमें से कुछ मानव स्वास्थ्य के लिए जहरीले होते हैं। कहने की जरूरत नहीं है कि बायोगैस उत्पादकों को अपनी गैस को उपभोक्ताओं के लिए सुरक्षित और कुशल बनाने के लिए इन्हें शुद्ध करने की आवश्यकता है। सफाई की प्रक्रियाएं मुख्य रूप से बायोगैस के अंतिम उपयोग पर निर्भर करती हैं। सरलता के लिए, हम सबसे व्यापक, पूर्ण उपचार पर विचार करते हैं।

कच्ची बायोगैस से विनाशकारी यौगिकों को हटाने के लिए कई अलग-अलग तंत्र काम करते हैं। सबसे प्रभावी में से, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, या बुझा हुआ चूना, समाधान उच्च दबाव, कम तापमान और उच्च pH स्तरों की स्थितियों में CO₂ और H₂S दोनों को हटा सकता है। अधिशोषण का उपयोग करते हुए, सक्रिय कार्बन एक मजबूत CO₂ रिमूवर है जबकि H₂S को शुद्ध सल्फर में परिवर्तित करता है। आयरन सल्फाइड भी मिश्रण से H₂S को बाहर निकालता है।

जलवाष्प भी कच्ची बायोगैस में एक हानिकारक उपस्थिति है। बायोगैस के कैलोरी मान को कम करते हुए, H₂O इस प्रकार बायोगैस से चलने वाले इंजनों से ऊर्जा उत्पादन को कम करता है। इसलिए, हालांकि H₂S की तरह जहरीला नहीं, जलवाष्प कुशल प्रदर्शन में बाधा है। एक ठोस बायोगैस स्क्रबिंग प्रणाली आमतौर पर वाष्प को संपीड़ित करती है, उसे ठंडा करती है और उसे बायोगैस से बाहर निकलने देती है। H₂O वाष्प को हटाने के अन्य तरीके सिलिका जेल के साथ अधिशोषण; उच्च ताप पर ग्लाइकोल और हाइग्रोस्कोपिक लवण; और ऐसी छलनियाँ हैं जो पानी के अणुओं को पकड़ सकती हैं। ये सभी स्क्रबिंग के प्रभावी तत्व साबित होते हैं।

स्क्रबिंग की एक या हर विधि की आवश्यकता शुरुआती फीडस्टॉक; अवायवीय पाचन प्रक्रिया; और बायोगैस के उद्देश्य पर निर्भर करती है। इस संदर्भ में, अवायवीय पाचन का प्रकार पाचन टैंक में लगाए गए ताप के स्तर को संदर्भित करता है।

साइक्रोफिलिक पाचन

लगभग 68 डिग्री फ़ारेनहाइट

मेसोफिलिक पाचन

95 से 105 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच

थर्मोफिलिक पाचन

125 से 140 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच

निश्चित रूप से, ताप में अंतर सब्सट्रेट और उद्देश्य पर भी निर्भर करेगा। इसलिए, बायोगैस स्क्रबर प्रणाली के प्रत्येक तत्व, एक अर्थ में, एक दूसरे के साथ ट्यून किए गए होते हैं।

सारांश में

भूवैज्ञानिक प्राकृतिक गैस की तुलना में बायोगैस प्राप्त करने में आसानी इस नवीकरणीय प्राकृतिक गैस के समग्र पर्यावरणीय लाभों को पूरा करती है। फिर भी बायोगैस मीथेन एक ऐसी फसल है जो कई लाक्षणिक खरपतवार पैदा करती है। ये रासायनिक यौगिक हैं जो गैस के अंतिम प्रदर्शन को रोकते हैं जब तक कि उन्हें हटाया न जाए। सौभाग्य से, इन निषेधात्मक पदार्थों को उपयोगी मीथेन से निकालने के कई तरीके हैं। कुछ में तरल अनुप्रयोग शामिल है; अन्य ठोस पदार्थों में अधिशोषण का उपयोग करते हैं। एक बार जब यह प्रसंस्करण पूरा हो जाता है, तो बायोगैस प्रचुर ऊर्जा का एक अत्यधिक व्यावहारिक और पर्यावरण के अनुकूल स्रोत बन जाती है।