चीन: बायोगैस - मीथेन प्रौद्योगिकी का भविष्य? 

जब लोग चीन में बायोगैस के बारे में बात करते हैं, तो वे अक्सर विशाल गैस उपचार संयंत्रों या ग्रामीण कारीगर गड्ढों के बारे में सोचते हैं। लेकिन वास्तविक तस्वीर, विशेष रूप से सटीकता प्राप्त करने की प्रौद्योगिकियों के संदर्भ मेंमीथेन, बहुत अधिक जटिल और दिलचस्प। कई सहकर्मी गलती से सब कुछ "खाद से गैस के उत्पादन" तक सीमित कर देते हैं, मुख्य तकनीकी परिवर्तन को भूल जाते हैं - केवल गैस से उच्च-कैलोरी, स्थिर मीथेन, नेटवर्क में इंजेक्शन के लिए उपयुक्त या मोटर ईंधन के रूप में उपयोग करने के लिए। यहीं से वास्तविक चुनौतियाँ और अवसर शुरू होते हैं।

कच्ची गैस से लेकर वाणिज्यिक मीथेन तक: जहां दांत टूटते हैं

मैं मुख्य दर्द से शुरुआत करूँगा। कार्बनिक पदार्थों से गैस प्राप्त करना आधी लड़ाई है, और अक्सर कम भी। पौधों से प्राप्त विशिष्ट बायोगैस में 50-65% मीथेन, शेष CO2, हाइड्रोजन सल्फाइड, जल वाष्प होता है। साइट पर बॉयलर में दहन के लिए, यह ठीक है, लेकिन वाणिज्य के लिए, नहीं। पाने के लिएबायोमेथेन, गंभीर सफाई और उन्नयन की जरूरत है। और यहीं पर कई परियोजनाएं, विशेषकर पांच से सात साल पहले, लड़खड़ा गईं। उदाहरण के लिए, उन्होंने पीएसए (दबाव स्विंग सोखना) या झिल्ली पृथक्करण निर्धारित किया, लेकिन कच्ची गैस की संरचना या कुछ खाद्य अपशिष्ट से सिलोक्सेन की सामग्री में उतार-चढ़ाव को ध्यान में नहीं रखा। झिल्लियाँ जल्दी ही विफल हो गईं, और स्वचालन इसका सामना नहीं कर सका। मैंने इनमें से कई "संरक्षित" देखे हैं। सिचुआन प्रांत में सुविधाएं - महंगे उपकरण जंग खा रहे हैं।

अब दृष्टिकोण स्मार्ट हो गया है. वे हर काम को तुरंत और पूरी क्षमता से करने का प्रयास नहीं करते हैं। सबसे पहले, वे स्थिर नकदी प्रवाह प्राप्त करने और कच्चे माल के वास्तविक व्यवहार को समझने के लिए एक सह-उत्पादन बिजली उत्पादन लाइन लॉन्च करते हैं। साथ ही, पूर्व-उपचार प्रणाली पर काम किया जा रहा है - एच2एस हटाना और सुखाना। और तभी, दूसरे चरण में, मीथेन के लिए एक बढ़िया शुद्धिकरण इकाई जोड़ी जाती है। यह अधिक समय लेने वाला है, लेकिन अधिक विश्वसनीय है। मुख्य बिंदु सभी चरणों को एक ही तकनीकी श्रृंखला में एकीकृत करना है, न कि केवल "बॉक्सिंग" खरीदना। समाधान.

यहाँ, वैसे, डिज़ाइन संस्थानों की भूमिका स्पष्ट रूप से दिखाई देती है जिनके पास विशेष रूप से रासायनिक प्रौद्योगिकी में अनुभव है, न कि केवल निर्माण में। अवशोषण, सोखना और उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रियाओं को समझना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, CO2 से गहरे शुद्धिकरण के लिए, विधियों को अब अक्सर संयोजित किया जाता है - झिल्ली एक रफ कट-ऑफ प्रदान करती है, और फिर गैस को अमीन वॉशिंग से उपचारित किया जाता है। लेकिन इसके लिए सटीक गणना और सामग्रियों के चयन की आवश्यकता होती है। केमिकल इंजीनियरिंग में अनुभव के बिना असफल होना आसान है।

कच्चा माल: न केवल खाद, और सरल से बहुत दूर

कृषि अपशिष्ट एक क्लासिक है, लेकिन इसकी अपनी समस्याएं हैं। मौसमी, फैलाव, रसद। लेकिन, मेरी राय में, खाद्य उद्योग से कच्चा माल और एमएसडब्ल्यू का जैविक अंश अधिक आशाजनक होता जा रहा है। सांद्रता अधिक है, मात्राएँ अधिक पूर्वानुमानित हैं। हमने एक स्टार्च प्रसंस्करण संयंत्र के लिए एक परियोजना पर काम किया - प्रक्रिया से अपशिष्ट, स्टिलेज, अनिवार्य रूप से उच्च बीओडी के साथ एक तैयार सब्सट्रेट तरल है। यह अवायवीय पाचन के लिए आदर्श प्रतीत होगा।

लेकिन समस्या अवरोधक निकली। उसी स्थिरांक में, कच्चे माल के प्रसंस्करण के कुछ चरणों के बाद, एंटीबायोटिक्स या अन्य बायोसाइड्स के निशान रह सकते हैं, जो मेथेनोजेनिक कंसोर्टियम को दबा देते हैं। रिएक्टर में कच्चे माल की प्रारंभिक निगरानी और एक अनुकूली खुराक प्रणाली के लिए एक प्रणाली शुरू करना आवश्यक था। यह मूल तकनीकी विशिष्टताओं में निर्दिष्ट नहीं था; हमें मौके पर ही सुधार करना पड़ा। अनुभव से पता चला है कि बायोडिग्रेडेशन के लिए प्रयोगशाला परीक्षण डिजाइन से पहले एक अनिवार्य कदम है, चाहे "मानक" कोई भी हो। कच्चे माल का प्रकार लग रहा था.

एक अन्य बिंदु अन्य प्रक्रियाओं के साथ सह-उत्पादन है। उदाहरण के लिए, सुअर-प्रजनन परिसर में, एक बायोगैस संयंत्र गंध की समस्या का समाधान करता है और ऊर्जा प्रदान करता है। लेकिन अगर आस-पास ग्रीनहाउस हैं, तो पौधों को खिलाने के लिए एक सह-उत्पादन इकाई से गर्मी और यहां तक ​​कि CO2 (शुद्धिकरण के बाद) का पुनर्चक्रण करना परियोजना का एक पूरी तरह से अलग अर्थशास्त्र है। यह वस्तुतः अपशिष्ट-मुक्त हो जाता है। ऐसे एकीकृत समाधान भविष्य हैं, लेकिन उनके लिए जटिल क्रॉस-इंडस्ट्री योजना की आवश्यकता होती है।

तकनीकी बारीकियाँ: वे ब्रोशर में क्या नहीं लिखते हैं

विज्ञापन कैटलॉग में, सब कुछ सहज दिखता है: कच्चा माल → किण्वक → गैस → शुद्धिकरण → मीथेन। वास्तव में, दर्जनों ख़तरे हैं। आइए, उदाहरण के लिए, रिएक्टर को ही लें। अत्यधिक संकेंद्रित अपशिष्टों के लिए, अक्सर पूर्णतः उत्तेजित रिएक्टर (सीएसटीआर) का उपयोग किया जाता है। लेकिन अगर कच्चे माल में बहुत सारे निलंबित ठोस पदार्थ हैं, तो वे व्यवस्थित हो जाते हैं, "मृत क्षेत्र" बनाते हैं और दक्षता कम कर देते हैं। आपको या तो कच्चे माल को फिर से पीसना होगा, जो महंगा है, या सामने हाइड्रोलिसिस रिएक्टर के साथ दो-चरण वाली योजना पर स्विच करना होगा।

या प्रक्रिया नियंत्रण. मीथेन सामग्री, वाष्पशील फैटी एसिड और पीएच की ऑनलाइन निगरानी अब कोई विलासिता नहीं है, बल्कि स्थिर संचालन के लिए एक आवश्यकता है। लेकिन सेंसर, विशेष रूप से किण्वक के अंदर आक्रामक वातावरण के लिए, सनकी चीजें हैं। अक्सर अप्रत्यक्ष संकेतकों और ऑपरेटर अनुभव पर भरोसा करते हैं। मैंने देखा कि कैसे एक इंस्टालेशन में एक पुराना मास्टर रिएक्टर के अम्लीकरण की शुरुआत को चालू पंप की आवाज़ और गैस की गंध से ताज़ा स्थापित क्रोमैटोग्राफ से बेहतर तरीके से निर्धारित कर सकता था। प्रौद्योगिकी को स्थानीय परिचालन स्थितियों के अनुकूल बनाया जाना चाहिए, न कि केवल नकल की जानी चाहिए।

हाइड्रोजन सल्फाइड हटाने का चरण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो लोहे के बुरादे वाला एक आदिम स्क्रबर ही पर्याप्त है। लेकिन उच्च सांद्रता पर, गंभीर रासायनिक या जैविक उपचार की आवश्यकता होती है। जैविक डिसल्फराइजेशन (जैसे थियोपैक) प्रभावी है, लेकिन बैक्टीरिया के लिए सख्त परिस्थितियों को बनाए रखने की आवश्यकता होती है। सर्दियों में, हेइलोंगजियांग में एक प्रतिष्ठान में अस्थिर गर्मी के साथ, बैक्टीरिया बस "सो गए", और H2S आगे टूट गया, जिससे अगले चरण में उत्प्रेरक जहरीला हो गया। हमें तत्काल एक बैकअप केमिसोरेशन स्क्रबर स्थापित करना पड़ा।

विशिष्ट इंजीनियरिंग कंपनियों की भूमिका

ऐसी जटिलताओं के कारण ही ऐसी कंपनियों का महत्व बढ़ रहा है जो न केवल उपकरण बेचने में, बल्कि पूरे चक्र में काम करती हैं: कच्चे माल के विश्लेषण और व्यवहार्यता अध्ययन से लेकर डिजाइन, कमीशनिंग और कार्मिक प्रशिक्षण तक। ये निर्माण ठेकेदार नहीं हैं, बल्कि प्रौद्योगिकी भागीदार हैं। उनका मूल्य गैर-मानक समस्याओं को हल करने के संचित पैटर्न में निहित है।

यहाँ, उदाहरण के लिए,चेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैhttps://www.yzkjhx.ru). यह एक रासायनिक-तकनीकी पृष्ठभूमि वाली कंपनी के आधार पर बनाया गया एक डिज़ाइन संस्थान है। उनके मामले में, यह चेंग्दू हुआक्सी केमिकल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड है। 120 मिलियन युआन की पंजीकृत पूंजी गंभीर इरादों को इंगित करती है। मेरे लिए, यह एक महत्वपूर्ण संकेत है: जब परियोजना सिर्फ एक इंस्टॉलेशन कंपनी नहीं है, बल्कि अंतर्निहित प्रक्रियाओं की समझ रखने वाला एक संस्थान है, तो सफलता की संभावना अधिक होती है। जैसा कि मैं इसे समझता हूं, वे अक्सर कच्चे माल के जटिल, विषम प्रवाह के साथ काम करते हैं, जहां व्यक्तिगत तकनीकी नियमों की आवश्यकता होती है, न कि किसी मानक परियोजना की।

ऐसे संगठनों के पास आमतौर पर कच्चे माल और पायलट संयंत्रों के परीक्षण के लिए अपनी प्रयोगशालाएँ होती हैं। इससे ग्राहक के लिए जोखिम कम हो जाता है. पायलट लाइन पर किसी समस्या का अनुकरण करना, पहले से ही निर्मित एक मिलियन-डॉलर सुविधा पर खोजने की तुलना में बहुत सस्ता है। उनका दृष्टिकोण अक्सर प्रणालीगत होता है: वे डाइजेस्ट (अपशिष्ट कीचड़) निपटान सहित परियोजना के पूरे जीवन चक्र को देखते हैं। इसे उर्वरक के रूप में बेचना या देना भी एक पूरी कहानी है जिसके लिए अनुमोदन और कभी-कभी अतिरिक्त प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

अर्थशास्त्र और राजनीति: बाज़ार को क्या चलाता है

इस पहलू को समझे बिना तस्वीर अधूरी रहेगी. प्रौद्योगिकीबायोमेथेनचीन में वे न केवल इंजीनियरों के उत्साह के कारण विकास कर रहे हैं। विशेष रूप से घनी आबादी वाले और विकसित क्षेत्रों में सख्त पर्यावरण नियम हैं। अत्यधिक संकेंद्रित जैविक कचरे को जल निकायों या खेतों में छोड़ना अब व्यावहारिक रूप से प्रतिबंधित है। उद्यमों को समाधान खोजने के लिए मजबूर किया जाता है, और अपशिष्ट जल उपचार के बाद बायोगैस संयंत्र अक्सर इष्टतम समाधान होता है।

दूसरी ओर, सरकार का समर्थन है। बायोगैस से "हरित" बिजली के लिए शुल्क, गैस नेटवर्क से कनेक्शन के लिए सब्सिडी। लेकिन यहां भी सब कुछ सरल नहीं है. सब्सिडी प्राप्त करने के लिए, आपको गैस की गुणवत्ता से संबंधित कई शर्तों को पूरा करना होगा और प्रमाणित सफाई उपकरण रखने होंगे। नौकरशाही इस प्रक्रिया में वर्षों तक देरी कर सकती है। मैं ऐसे मामलों को जानता हूं जहां इंस्टॉलेशन पहले से ही काम कर रहा था, लेकिन कनेक्शन और सब्सिडी के लिए दस्तावेजों पर अभी भी सहमति हो रही थी।

सबसे दिलचस्प बात तब शुरू होती है जब वे शुद्ध बायोमेथेन को शहर के गैस नेटवर्क में पंप करना चाहते हैं। यहां गुणवत्ता की आवश्यकताएं बेहद ऊंची हैं: ओस बिंदु, सटीक मीथेन सामग्री, ऑक्सीजन के अंश का भी अभाव। यह गैस प्रसंस्करण संयंत्रों की प्रौद्योगिकी का स्तर है। हर परियोजना इसे वहन नहीं कर सकती। अधिकतर, इसका उपयोग परिवहन के लिए संपीड़ित (सीएनजी) या तरलीकृत (एलएनजी) गैस के रूप में किया जाता है। कई बड़े शहरों में बायोमेथेन का उपयोग करके कचरा ट्रकों या बसों में ईंधन भरना पहले से ही एक वास्तविकता है। यह तर्कसंगत और प्रतीकात्मक है: कचरा उस परिवहन को पोषण देता है जो इसे बाहर ले जाता है।

आगे की ओर देखें: भविष्य एकीकरण और स्मार्ट सिस्टम में निहित है

इसलिए, चीन में मीथेन प्रौद्योगिकियों का भविष्य सरल प्रतिष्ठानों की बड़े पैमाने पर प्रतिकृति में नहीं, बल्कि जटिल, एकीकृत और "स्मार्ट" प्रतिष्ठानों के विकास में देखा जाता है। सिस्टम हम उन परियोजनाओं के बारे में बात कर रहे हैं जहां एक बायोगैस संयंत्र जैविक कचरे के प्रसंस्करण, ऊर्जा, गर्मी और उर्वरकों के उत्पादन के परिसर में केवल एक नोड है।

मुख्य रुझान जो मैं पहले से ही देख रहा हूं: डिजिटलीकरण। वास्तविक समय में हजारों मापदंडों की निगरानी करने और एल्गोरिदम का उपयोग करके प्रक्रिया को अनुकूल रूप से नियंत्रित करने के लिए IoT प्रणालियों का कार्यान्वयन। यह आपको कच्चे माल की संरचना में परिवर्तन पर लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने और मीथेन उत्पादन को अधिकतम करने की अनुमति देगा। दूसरा है अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ संयोजन। उदाहरण के लिए, गैस शुद्धिकरण प्रक्रिया में कंप्रेसर या कूलिंग सिस्टम चलाने के लिए सौर पैनलों से अतिरिक्त बिजली का उपयोग करना।

और सबसे महत्वपूर्ण बात, "गैस उत्पादन?" से फोकस में बदलाव? "एक वस्तु के रूप में उच्च गुणवत्ता, मानकीकृत मीथेन के उत्पादन?" के लिए। इसके लिए प्रौद्योगिकीविदों, रसायनज्ञों, पारिस्थितिकीविदों और अर्थशास्त्रियों के बीच सहयोग की आवश्यकता है। परियोजनाएं बड़ी और अधिक जटिल हो जाएंगी, और इसमें गहन प्रौद्योगिकी इंजीनियरिंग की भूमिका की पेशकश की जाएगीचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी, केवल वृद्धि होगी। क्योंकि एक रिएक्टर ड्राइंग की नकल करना संभव है, लेकिन एक विशिष्ट कच्चे माल में सिलोक्सेन के साथ एक समस्या की भविष्यवाणी करने और डिजाइन चरण में एक समाधान लागू करने की क्षमता पहले से ही एक वास्तविक परीक्षा है, जो यह निर्धारित करती है कि क्या स्थापना बस अस्तित्व में रहेगी या दशकों तक प्रभावी ढंग से काम करेगी।