अमोनिया उत्पत्ति: Difference between revisions
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मैग्नीशियम जैसी धातुओं को शुद्ध नाइट्रोजन के वातावरण में गर्म करने से नाइट्राइड उत्पन्न होता है, जो पानी के साथ मिलकर धातु हाइड्रॉक्साइड और अमोनिया बनाता है। | मैग्नीशियम जैसी धातुओं को शुद्ध नाइट्रोजन के वातावरण में गर्म करने से नाइट्राइड उत्पन्न होता है, जो पानी के साथ मिलकर धातु हाइड्रॉक्साइड और अमोनिया बनाता है। | ||
== | == हैबर-बॉश प्रक्रिया == | ||
हैबर प्रक्रिया,<ref>{{cite web |title=UHDE - उर्वरक प्रणाली की दो -प्रेशर प्रक्रिया|url=https://www.thyssenkrupp-industrial-solutions.com/de/produkte-und-services/duengemittelanlagen/ammonia-plants-by-uhde/ammonia-plants-500mtpd/das-zweidruckverfahren-von-uhde |access-date=2021-12-08 |website=Industrial Solutions |language=de}}</ref> जिसे हैबर-बॉश प्रक्रिया भी कहा जाता है, अमोनिया के उत्पादन के लिए मुख्य औद्योगिक प्रक्रिया है।<ref>{{cite book |author=Twygg, Martyn V. |title=उत्प्रेरक हैंडबुक|edition=2nd |publisher=Oxford University Press |year=1989 |isbn=978-1-874545-36-1}}</ref><ref name=":1" /> इसका नाम इसके अन्वेषकों, जर्मन रसायनज्ञ फ्रिट्ज हैबर और कार्ल बॉश के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे 20वीं शताब्दी के पहले दशक में विकसित किया था। प्रक्रिया उच्च तापमान और दबावों के तहत धातु उत्प्रेरक का उपयोग करके हाइड्रोजन (H<sub>2</sub>) के साथ प्रतिक्रिया करके वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N<sub>2</sub>) को अमोनिया (NH<sub>3</sub>) में परिवर्तित करती है। यह प्रतिक्रिया थोड़ी एक्ज़ोथिर्मिक है (अर्थात यह ऊर्जा जारी करती है), जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रिया कम तापमान और उच्च दबावों के अनुकूल है। यह एंट्रॉपी को कम करता है, प्रक्रिया को जटिल बनाता है। भाप सुधार के माध्यम से हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है, इसके बाद अमोनिया का उत्पादन करने के लिए नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन पर प्रतिक्रिया करने के लिए पुनरावृत्त बंद चक्र होता है। | |||
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अमोनिया का उत्पादन ऊर्जा की प्रचुर मात्रा में आपूर्ति पर निर्भर करता है। गैर-प्रदूषणकारी [[मीथेन]] पाइरोलिसिस का उपयोग करके या अक्षय ऊर्जा स्रोतों के साथ जल [[इलेक्ट्रोलिसिस]] द्वारा [[हाइड्रोजन]] उत्पन्न करके सतत उत्पादन संभव है।<ref name=":4" /> थिसेनक्रुप उहडे क्लोरीन इंजीनियर्स ने इस उद्देश्य के लिए एल्कलाइन वाटर इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अपनी वार्षिक उत्पादन क्षमता को 1 गीगावाट इलेक्ट्रोलाइजर क्षमता तक विस्तारित किया।<ref name=":5" /> | |||
हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में कुछ हाइड्रोजन उत्पादन को फीडस्टॉक उपयोग के लिए मोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, 2002 में, आइसलैंड ने मुख्य रूप से उर्वरक के लिए, अपने पनबिजली संयंत्रों से अतिरिक्त शक्ति का उपयोग करते हुए, इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 2,000 टन हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया।<ref name=":6" /> नॉर्वे में वेमर्क जलविद्युत संयंत्र ने 1911 से 1971 तक नवीकरणीय नाइट्रिक एसिड उत्पन्न करने के लिए अपने अधिशेष बिजली उत्पादन का उपयोग किया, जिसके लिए 15 mWh/टन नाइट्रिक एसिड की आवश्यकता थी। घुलनशील नाइट्रेट्स का एक प्राकृतिक स्रोत प्रदान करते हुए बिजली द्वारा एक ही प्रतिक्रिया की जाती है। प्राकृतिक गैस सबसे कम लागत वाली विधि बनी हुई है। | |||
अपशिष्ट जल में अक्सर अमोनिया की मात्रा अधिक होती है। क्योंकि अमोनिया से भरे पानी को पर्यावरण में छोड़ने से समुद्री जीवन को नुकसान पहुंचता है, अमोनिया को हटाने के लिए अक्सर नाइट्रीकरण आवश्यक होता है। इसकी बहुतायत को देखते हुए यह अमोनिया का संभावित स्थायी स्रोत बन सकता है। वैकल्पिक रूप से, अपशिष्ट जल से अमोनिया को अमोनिया इलेक्ट्रोलाइज़र (अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस) में भेजा जा सकता है जो हाइड्रोजन और स्वच्छ पानी का उत्पादन करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ काम कर रहा है। अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस को जल इलेक्ट्रोलिसिस (क्षारीय मीडिया में केवल 0.06 वी) की तुलना में बहुत कम थर्मोडायनामिक ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है। | |||
अपशिष्ट जल से अमोनिया को पुनर्प्राप्त करने का एक अन्य विकल्प अमोनिया-जल तापीय अवशोषण चक्र के यांत्रिकी का उपयोग करना है। इस प्रकार अमोनिया को तरल या अमोनियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। पूर्व का लाभ यह है कि इसे संभालना और परिवहन करना बहुत आसान है, जबकि समाधान में 30 प्रतिशत की सांद्रता पर उत्तरार्द्ध का व्यावसायिक मूल्य है। | |||
== स्थायी अमोनिया उत्पादन == | == स्थायी अमोनिया उत्पादन == | ||
[[File:Methane Pyrolysis-1.png|thumb|upright=1.35|मीथेन [[ पाइरोलिसिस ]] के इनपुट और आउटपुट को चित्रित करना, हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक प्रक्रिया।]] | [[File:Methane Pyrolysis-1.png|thumb|upright=1.35|मीथेन [[ पाइरोलिसिस ]] के इनपुट और आउटपुट को चित्रित करना, हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक प्रक्रिया।]] | ||
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अमोनिया उत्पादन [[ ऊर्जा ]] की भरपूर मात्रा में आपूर्ति पर निर्भर करता है, मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस।[[ गहन कृषि ]] और अन्य प्रक्रियाओं में अमोनिया की महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, स्थायी उत्पादन वांछनीय है। यह गैर-प्रदूषण वाले [[ मीथेन पाइरोलिसिस ]] का उपयोग करके या पानी के इलेक्ट्रोलिसिस (या भाप) द्वारा हाइड्रोजन उत्पन्न करने से संभव है, जो अक्षय ऊर्जा स्रोतों या परमाणु ऊर्जा से शून्य कार्बन बिजली का उपयोग करता है। हाल के वर्षों में थाइसेनक्रुप उहडे क्लोरीन इंजीनियरों ने क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अपनी वार्षिक उत्पादन क्षमता का विस्तार किया है, जो इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता के 1 गीगावाट तक है।<ref>{{cite web |title=जल इलेक्ट्रोलिसिस> उत्पाद> घर|url=https://www.thyssenkrupp-uhde-chlorine-engineers.com/en/products/water-electrolysis-hydrogen-production |access-date=2021-12-08 |website=Uhde Chlorine Engineers |language=en}}</ref> | अमोनिया उत्पादन [[ ऊर्जा ]] की भरपूर मात्रा में आपूर्ति पर निर्भर करता है, मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस।[[ गहन कृषि ]] और अन्य प्रक्रियाओं में अमोनिया की महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, स्थायी उत्पादन वांछनीय है। यह गैर-प्रदूषण वाले [[ मीथेन पाइरोलिसिस ]] का उपयोग करके या पानी के इलेक्ट्रोलिसिस (या भाप) द्वारा हाइड्रोजन उत्पन्न करने से संभव है, जो अक्षय ऊर्जा स्रोतों या परमाणु ऊर्जा से शून्य कार्बन बिजली का उपयोग करता है। हाल के वर्षों में थाइसेनक्रुप उहडे क्लोरीन इंजीनियरों ने क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अपनी वार्षिक उत्पादन क्षमता का विस्तार किया है, जो इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता के 1 गीगावाट तक है।<ref name=":1">{{cite web |title=जल इलेक्ट्रोलिसिस> उत्पाद> घर|url=https://www.thyssenkrupp-uhde-chlorine-engineers.com/en/products/water-electrolysis-hydrogen-production |access-date=2021-12-08 |website=Uhde Chlorine Engineers |language=en}}</ref> | ||
[[File:Hydrogen production via Electrolysis.png|thumb|upright=1.35|हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए पानी के सरल [[ इलेक्ट्रोलीज़ ]] के इनपुट और आउटपुट को चित्रित करना।]]यह ईंधन से फीडस्टॉक के उपयोग तक कुछ [[ जल -प्रवर्तन अर्थव्यवस्था ]]उत्पादन को मोड़कर हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में सीधा होगा। उदाहरण के लिए, 2002 में, आइसलैंड ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 2,000 टन हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया, मुख्य रूप से उर्वरक के लिए अमोनिया के उत्पादन के लिए अपने पनबिजली संयंत्रों से अतिरिक्त बिजली उत्पादन का उपयोग किया।<ref name="iceland_ammonia">{{cite web |title=आइसलैंड ने ऊर्जा क्रांति शुरू की|publisher=BBC News |date=2001-12-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080407034506/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1727312.stm |archive-date=7 April 2008 |access-date=2008-03-23 |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1727312.stm}} | [[File:Hydrogen production via Electrolysis.png|thumb|upright=1.35|हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए पानी के सरल [[ इलेक्ट्रोलीज़ ]] के इनपुट और आउटपुट को चित्रित करना।]]यह ईंधन से फीडस्टॉक के उपयोग तक कुछ [[ जल -प्रवर्तन अर्थव्यवस्था ]]उत्पादन को मोड़कर हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में सीधा होगा। उदाहरण के लिए, 2002 में, आइसलैंड ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 2,000 टन हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया, मुख्य रूप से उर्वरक के लिए अमोनिया के उत्पादन के लिए अपने पनबिजली संयंत्रों से अतिरिक्त बिजली उत्पादन का उपयोग किया।<ref name="iceland_ammonia">{{cite web |title=आइसलैंड ने ऊर्जा क्रांति शुरू की|publisher=BBC News |date=2001-12-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080407034506/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1727312.stm |archive-date=7 April 2008 |access-date=2008-03-23 |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1727312.stm}} | ||
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== छोटे पैमाने पर ऑनसाइट पौधे == | == छोटे पैमाने पर ऑनसाइट पौधे == | ||
अप्रैल 2017 में, अमोनिया संश्लेषण की एक विधि को लागू करने के लिए एक कंपनी जो जापान में इलेक्ट्रोकेमिकल उत्प्रेरक का उपयोग करने के साथ सामान्य पौधों की तुलना में नीचे के परिमाण के तराजू के 1-2 आदेशों पर आर्थिक उत्पादन की अनुमति दे सकती है।<ref>{{cite web |date=27 April 2017 |title=Ajinomoto Co., Inc., UMI, और टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी प्रोफेसरों ने अमोनिया के साइट उत्पादन पर दुनिया के पहले को लागू करने के लिए नई कंपनी की स्थापना की।|url=https://www.ajinomoto.co.jp/company/en/presscenter/press/detail/g2017_04_27_02.html |website=[[Ajinomoto]] |access-date=22 November 2021}}</ref> कंपनी, Tsubame BHB ने संश्लेषण प्रक्रिया को एक मॉड्यूल में लागू किया है, और अमोनिया उपयोगकर्ताओं के करीब वितरित स्थानों में अपनाए जाने का लक्ष्य रखा है।<ref>{{cite web |date=27 April 2017 |title=प्रौद्योगिकी / व्यापार परिचय|url=https://tsubame-bhb.co.jp/en/business-technology |website=Tsubame BHB |access-date=22 November 2021}}</ref> | अप्रैल 2017 में, अमोनिया संश्लेषण की एक विधि को लागू करने के लिए एक कंपनी जो जापान में इलेक्ट्रोकेमिकल उत्प्रेरक का उपयोग करने के साथ सामान्य पौधों की तुलना में नीचे के परिमाण के तराजू के 1-2 आदेशों पर आर्थिक उत्पादन की अनुमति दे सकती है।<ref name=":2">{{cite web |date=27 April 2017 |title=Ajinomoto Co., Inc., UMI, और टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी प्रोफेसरों ने अमोनिया के साइट उत्पादन पर दुनिया के पहले को लागू करने के लिए नई कंपनी की स्थापना की।|url=https://www.ajinomoto.co.jp/company/en/presscenter/press/detail/g2017_04_27_02.html |website=[[Ajinomoto]] |access-date=22 November 2021}}</ref> कंपनी, Tsubame BHB ने संश्लेषण प्रक्रिया को एक मॉड्यूल में लागू किया है, और अमोनिया उपयोगकर्ताओं के करीब वितरित स्थानों में अपनाए जाने का लक्ष्य रखा है।<ref name=":3">{{cite web |date=27 April 2017 |title=प्रौद्योगिकी / व्यापार परिचय|url=https://tsubame-bhb.co.jp/en/business-technology |website=Tsubame BHB |access-date=22 November 2021}}</ref> | ||
== शटडाउन के कारण बायप्रोडक्ट्स और कमी == | == शटडाउन के कारण बायप्रोडक्ट्स और कमी == | ||
अमोनिया उत्पादन के मुख्य औद्योगिक उपोत्पादों में से एक CO<sub>2</sub> है | 2018 में, उच्च तेल की कीमतों के परिणामस्वरूप यूरोपीय अमोनिया कारखानों के एक विस्तारित गर्मियों में बंद हो गया, जो एक वाणिज्यिक CO<sub>2</sub> का कारण बनता है, इस प्रकार बीयर और फ़िज़ी सॉफ्ट ड्रिंक्स जैसे कार्बोनेटेड पेय के उत्पादन को सीमित हो गया।<ref>{{cite web |url=https://inews.co.uk/news/consumer/why-were-running-out-of-co2-beer-meat-production/ |title=यही कारण है कि हम बीयर और मांस उत्पादन के लिए CO2 से बाहर चल रहे हैं|date=2018-06-28 |website=iNews}}</ref> यह स्थिति सितंबर 2021 में वर्ष के दौरान प्राकृतिक गैस के थोक मूल्य में 250-400% की वृद्धि के कारण दोहराई गई।<ref>{{cite news |date=2021-09-20 |title=CO2 की कमी क्यों है और यह खाद्य आपूर्ति को कैसे हिट करेगा?|language=en-GB |work=BBC News |url=https://www.bbc.com/news/explainers-58626935 |access-date=2021-09-21}}</ref><ref>{{cite news |date=2021-09-20 |title=गैस संकट: कोई मौका रोशनी बाहर नहीं जाएगी, सरकार कहती है|language=en-GB |work=BBC News |url=https://www.bbc.com/news/business-58620167 |access-date=2021-09-21}}</ref> | अमोनिया उत्पादन के मुख्य औद्योगिक उपोत्पादों में से एक CO<sub>2</sub> है | 2018 में, उच्च तेल की कीमतों के परिणामस्वरूप यूरोपीय अमोनिया कारखानों के एक विस्तारित गर्मियों में बंद हो गया, जो एक वाणिज्यिक CO<sub>2</sub> का कारण बनता है, इस प्रकार बीयर और फ़िज़ी सॉफ्ट ड्रिंक्स जैसे कार्बोनेटेड पेय के उत्पादन को सीमित हो गया।<ref name=":4">{{cite web |url=https://inews.co.uk/news/consumer/why-were-running-out-of-co2-beer-meat-production/ |title=यही कारण है कि हम बीयर और मांस उत्पादन के लिए CO2 से बाहर चल रहे हैं|date=2018-06-28 |website=iNews}}</ref> यह स्थिति सितंबर 2021 में वर्ष के दौरान प्राकृतिक गैस के थोक मूल्य में 250-400% की वृद्धि के कारण दोहराई गई।<ref name=":5">{{cite news |date=2021-09-20 |title=CO2 की कमी क्यों है और यह खाद्य आपूर्ति को कैसे हिट करेगा?|language=en-GB |work=BBC News |url=https://www.bbc.com/news/explainers-58626935 |access-date=2021-09-21}}</ref><ref name=":6">{{cite news |date=2021-09-20 |title=गैस संकट: कोई मौका रोशनी बाहर नहीं जाएगी, सरकार कहती है|language=en-GB |work=BBC News |url=https://www.bbc.com/news/business-58620167 |access-date=2021-09-21}}</ref> | ||
Revision as of 22:41, 26 April 2023
दुनिया भर में अमोनिया का उत्पादन होता है, अधिकतर बड़े पैमाने पर विनिर्माण संयंत्रों में प्रतिवर्ष (2021) 235 मिलियन टन अमोनिया का उत्पादित होता है।[1] यह 2021 में बढ़कर 235 मिलियन टन अमोनिया हो गया है।[2][3] अग्रणी उत्पादक चीन (31.9%), रूस (8.7%), भारत (7.5%) और संयुक्त राज्य अमेरिका (7.1%) हैं। उर्वरक के रूप में 80% या उससे अधिक अमोनिया का उपयोग किया जाता है। अमोनिया का उपयोग प्लास्टिक, फाइबर, विस्फोटक, नाइट्रिक एसिड (ओस्टवाल्ड प्रक्रिया के माध्यम से) और डाई और फार्मास्यूटिकल्स के मध्यवर्ती के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। उद्योग वैश्विक CO2 का 1% से 2% योगदान देता है[3]
इतिहास
शुष्क आसवन
प्रथम विश्व युद्ध की शुरुआत से पहले, अधिकांश अमोनिया नाइट्रोजन युक्त सब्जी और पशु उत्पादों के शुष्क आसवन द्वारा प्राप्त किया गया था; हाइड्रोजन के साथ नाइट्रस एसिड और नाइट्राइट्स के अपचयन द्वारा; और क्षारीय हाइड्रॉक्साइड्स द्वारा अमोनियम लवणों के अपघटन द्वारा या बुझा हुआ चूना, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला नमक क्लोराइड (साल-अमोनियाक) है।
फ्रैंक -कारो प्रक्रिया
एडॉल्फ फ्रैंक और निकोडेमस कैरो ने पाया कि कैल्शियम-साइनामाइड बनाने के लिए एसिटिलीन का उत्पादन करने के लिए उत्पादित कैल्शियम कार्बाइड का उपयोग करके नाइट्रोजन को तय किया जा सकता है, जिसे अमोनिया बनाने के लिए पानी से विभाजित किया जा सकता है। विधि 1895 और 1899 के बीच विकसित की गई थी।
नाइट्राइड्स
मैग्नीशियम जैसी धातुओं को शुद्ध नाइट्रोजन के वातावरण में गर्म करने से नाइट्राइड उत्पन्न होता है, जो पानी के साथ मिलकर धातु हाइड्रॉक्साइड और अमोनिया बनाता है।
हैबर-बॉश प्रक्रिया
हैबर प्रक्रिया,[5] जिसे हैबर-बॉश प्रक्रिया भी कहा जाता है, अमोनिया के उत्पादन के लिए मुख्य औद्योगिक प्रक्रिया है।[6][7] इसका नाम इसके अन्वेषकों, जर्मन रसायनज्ञ फ्रिट्ज हैबर और कार्ल बॉश के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे 20वीं शताब्दी के पहले दशक में विकसित किया था। प्रक्रिया उच्च तापमान और दबावों के तहत धातु उत्प्रेरक का उपयोग करके हाइड्रोजन (H2) के साथ प्रतिक्रिया करके वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N2) को अमोनिया (NH3) में परिवर्तित करती है। यह प्रतिक्रिया थोड़ी एक्ज़ोथिर्मिक है (अर्थात यह ऊर्जा जारी करती है), जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रिया कम तापमान और उच्च दबावों के अनुकूल है। यह एंट्रॉपी को कम करता है, प्रक्रिया को जटिल बनाता है। भाप सुधार के माध्यम से हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है, इसके बाद अमोनिया का उत्पादन करने के लिए नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन पर प्रतिक्रिया करने के लिए पुनरावृत्त बंद चक्र होता है।
हैबर प्रक्रिया के विकास से पहले, औद्योगिक पैमाने पर अमोनिया का उत्पादन करना कठिन था,[8][9][10] क्योंकि बिर्कलैंड-आइड प्रक्रिया और फ्रैंक-कारो प्रक्रिया जैसी पहले की विधियां बहुत अक्षम थीं।
सतत उत्पादन
अमोनिया का उत्पादन ऊर्जा की प्रचुर मात्रा में आपूर्ति पर निर्भर करता है। गैर-प्रदूषणकारी मीथेन पाइरोलिसिस का उपयोग करके या अक्षय ऊर्जा स्रोतों के साथ जल इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन उत्पन्न करके सतत उत्पादन संभव है।[11] थिसेनक्रुप उहडे क्लोरीन इंजीनियर्स ने इस उद्देश्य के लिए एल्कलाइन वाटर इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अपनी वार्षिक उत्पादन क्षमता को 1 गीगावाट इलेक्ट्रोलाइजर क्षमता तक विस्तारित किया।[12]
हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में कुछ हाइड्रोजन उत्पादन को फीडस्टॉक उपयोग के लिए मोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, 2002 में, आइसलैंड ने मुख्य रूप से उर्वरक के लिए, अपने पनबिजली संयंत्रों से अतिरिक्त शक्ति का उपयोग करते हुए, इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 2,000 टन हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया।[13] नॉर्वे में वेमर्क जलविद्युत संयंत्र ने 1911 से 1971 तक नवीकरणीय नाइट्रिक एसिड उत्पन्न करने के लिए अपने अधिशेष बिजली उत्पादन का उपयोग किया, जिसके लिए 15 mWh/टन नाइट्रिक एसिड की आवश्यकता थी। घुलनशील नाइट्रेट्स का एक प्राकृतिक स्रोत प्रदान करते हुए बिजली द्वारा एक ही प्रतिक्रिया की जाती है। प्राकृतिक गैस सबसे कम लागत वाली विधि बनी हुई है।
अपशिष्ट जल में अक्सर अमोनिया की मात्रा अधिक होती है। क्योंकि अमोनिया से भरे पानी को पर्यावरण में छोड़ने से समुद्री जीवन को नुकसान पहुंचता है, अमोनिया को हटाने के लिए अक्सर नाइट्रीकरण आवश्यक होता है। इसकी बहुतायत को देखते हुए यह अमोनिया का संभावित स्थायी स्रोत बन सकता है। वैकल्पिक रूप से, अपशिष्ट जल से अमोनिया को अमोनिया इलेक्ट्रोलाइज़र (अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस) में भेजा जा सकता है जो हाइड्रोजन और स्वच्छ पानी का उत्पादन करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ काम कर रहा है। अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस को जल इलेक्ट्रोलिसिस (क्षारीय मीडिया में केवल 0.06 वी) की तुलना में बहुत कम थर्मोडायनामिक ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है।
अपशिष्ट जल से अमोनिया को पुनर्प्राप्त करने का एक अन्य विकल्प अमोनिया-जल तापीय अवशोषण चक्र के यांत्रिकी का उपयोग करना है। इस प्रकार अमोनिया को तरल या अमोनियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। पूर्व का लाभ यह है कि इसे संभालना और परिवहन करना बहुत आसान है, जबकि समाधान में 30 प्रतिशत की सांद्रता पर उत्तरार्द्ध का व्यावसायिक मूल्य है।
स्थायी अमोनिया उत्पादन
अमोनिया उत्पादन ऊर्जा की भरपूर मात्रा में आपूर्ति पर निर्भर करता है, मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस।गहन कृषि और अन्य प्रक्रियाओं में अमोनिया की महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, स्थायी उत्पादन वांछनीय है। यह गैर-प्रदूषण वाले मीथेन पाइरोलिसिस का उपयोग करके या पानी के इलेक्ट्रोलिसिस (या भाप) द्वारा हाइड्रोजन उत्पन्न करने से संभव है, जो अक्षय ऊर्जा स्रोतों या परमाणु ऊर्जा से शून्य कार्बन बिजली का उपयोग करता है। हाल के वर्षों में थाइसेनक्रुप उहडे क्लोरीन इंजीनियरों ने क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अपनी वार्षिक उत्पादन क्षमता का विस्तार किया है, जो इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता के 1 गीगावाट तक है।[7]
यह ईंधन से फीडस्टॉक के उपयोग तक कुछ जल -प्रवर्तन अर्थव्यवस्था उत्पादन को मोड़कर हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में सीधा होगा। उदाहरण के लिए, 2002 में, आइसलैंड ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 2,000 टन हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया, मुख्य रूप से उर्वरक के लिए अमोनिया के उत्पादन के लिए अपने पनबिजली संयंत्रों से अतिरिक्त बिजली उत्पादन का उपयोग किया।[14] नॉर्वे में वेमर्क जलविद्युत संयंत्र ने 1911 से 1971 तक नवीकरणीय नाइट्रिक एसिड उत्पन्न करने के लिए अपने अधिशेष बिजली उत्पादन का उपयोग किया,[8] नाइट्रिक एसिड के 15 मेगावाट/टन की आवश्यकता होती है।उसी प्रतिक्रिया को बिजली के द्वारा की जाती है, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को घुलनशील नाइट्रेट्स में परिवर्तित करने के लिए एक प्राकृतिक स्रोत प्रदान करती है। व्यवहार में, प्राकृतिक गैस अमोनिया उत्पादन के लिए हाइड्रोजन का प्रमुख स्रोत बनी रहेगी, जब तक कि यह सबसे सस्ता है ।
अमोनिया में सीवेज उपचार अक्सर अधिक होता है। क्योंकि अमोनिया को वातावरण में लादने वाले पानी का निर्वहन करना, यहां तक कि अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में भी, समस्या पैदा कर सकता है, एक साथ नाइट्रिफिकेशन-डीनेट्रिफिकेशन अक्सर अमोनिया को हटाने के लिए आवश्यक होता है। यह भविष्य में अमोनिया का एक संभावित टिकाऊ स्रोत हो सकता है क्योंकि इसकी बहुतायत और प्रतिध्वनि की आवश्यकता है। वैकल्पिक रूप से, अपशिष्ट जल से अमोनिया को हाइड्रोजन और स्वच्छ उपचारित पानी का उत्पादन करने के लिए अक्षय ऊर्जा स्रोतों (सौर पीवी और पवन टरबाइन) के साथ काम करने वाले एक अमोनिया इलेक्ट्रोलाइज़र (अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस) में भेजा जाता है। अमोनिया इलेक्ट्रोलिसिस को पानी के इलेक्ट्रोलिसिस (क्षारीय मीडिया में केवल 0.06 वि) की तुलना में बहुत कम थर्मोडायनामिक ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है।
अमोनिया को अपशिष्ट जल से पुनर्प्राप्त करने के लिए एक अन्य विकल्प अमोनिया-पानी के थर्मल अवशोषण चक्र के यांत्रिकी का उपयोग करना है। इस विकल्प का उपयोग करते हुए, अमोनिया को या तो तरल के रूप में या अमोनियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। पूर्व का लाभ यह है कि इसे संभालना और परिवहन करना बहुत आसान है, जबकि बाद में एक वाणिज्यिक मूल्य भी है जब समाधान में 30 प्रतिशत अमोनियम हाइड्रॉक्साइड की एकाग्रता का उत्पादन किया जाता है।
कोयला से बना अमोनिया
कोयले से बना अमोनिया मुख्य रूप से चीन द्वारा प्रचलित एक प्रक्रिया है। चीन ने 2014 में वैश्विक उत्पादन का लगभग 32.6% उत्पादन किया, जबकि रूस, भारत और अमेरिका ने 8.1%, 7.6%और 6.4%का उत्पादन किया।[15] उनका अधिकांश अमोनिया कोयले से आया था। कोयला-आधारित अमोनिया संयंत्र में बुनियादी प्रसंस्करण में पृथक्करण के लिए एक वायु पृथक्करण मॉड्यूल होता है O2 तथा N2 हवा से, गैसीफायर, खट्टा गैस शिफ्ट मॉड्यूल, एसिड गैस हटाने मॉड्यूल और अमोनिया संश्लेषण मॉड्यूल। वायु पृथक्करण मॉड्यूल से ऑक्सीजन को कोयले को संश्लेषण गैस में बदलने के लिए गैसीफायर को खिलाया जाता है (H2, CO, CO2) तथा CH4। कई गैसीफायर डिजाइन हैं, लेकिन अधिकांश गैसीफायर द्रवित बेड पर आधारित होते हैं जो वायुमंडलीय दबाव से ऊपर संचालित होते हैं और विभिन्न कोयला फीड का उपयोग करने की क्षमता रखते हैं।
छोटे पैमाने पर ऑनसाइट पौधे
अप्रैल 2017 में, अमोनिया संश्लेषण की एक विधि को लागू करने के लिए एक कंपनी जो जापान में इलेक्ट्रोकेमिकल उत्प्रेरक का उपयोग करने के साथ सामान्य पौधों की तुलना में नीचे के परिमाण के तराजू के 1-2 आदेशों पर आर्थिक उत्पादन की अनुमति दे सकती है।[9] कंपनी, Tsubame BHB ने संश्लेषण प्रक्रिया को एक मॉड्यूल में लागू किया है, और अमोनिया उपयोगकर्ताओं के करीब वितरित स्थानों में अपनाए जाने का लक्ष्य रखा है।[10]
शटडाउन के कारण बायप्रोडक्ट्स और कमी
अमोनिया उत्पादन के मुख्य औद्योगिक उपोत्पादों में से एक CO2 है | 2018 में, उच्च तेल की कीमतों के परिणामस्वरूप यूरोपीय अमोनिया कारखानों के एक विस्तारित गर्मियों में बंद हो गया, जो एक वाणिज्यिक CO2 का कारण बनता है, इस प्रकार बीयर और फ़िज़ी सॉफ्ट ड्रिंक्स जैसे कार्बोनेटेड पेय के उत्पादन को सीमित हो गया।[11] यह स्थिति सितंबर 2021 में वर्ष के दौरान प्राकृतिक गैस के थोक मूल्य में 250-400% की वृद्धि के कारण दोहराई गई।[12][13]
यह भी देखें
- अमोनिया
- अमीन गैस का इलाज
- हैबर प्रक्रिया
- हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था
- मीथेन पाइरोलिसिस
संदर्भ
- ↑ United States Geological Survey publication
- ↑ "ग्लोबल अमोनिया वार्षिक उत्पादन क्षमता".
- ↑ 3.0 3.1 "मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज ब्रांडवॉइस: स्केलिंग अमोनिया उत्पादन के लिए दुनिया की खाद्य आपूर्ति". Forbes.
- ↑ "अमोनिया उत्पादन का परिचय". www.aiche.org (in English). 2016-09-08. Retrieved 2021-08-19.
- ↑ "UHDE - उर्वरक प्रणाली की दो -प्रेशर प्रक्रिया". Industrial Solutions (in Deutsch). Retrieved 2021-12-08.
- ↑ Twygg, Martyn V. (1989). उत्प्रेरक हैंडबुक (2nd ed.). Oxford University Press. ISBN 978-1-874545-36-1.
- ↑ 7.0 7.1 "जल इलेक्ट्रोलिसिस> उत्पाद> घर". Uhde Chlorine Engineers (in English). Retrieved 2021-12-08.
- ↑ 8.0 8.1 Bradley, David (2004-02-06). "एक महान क्षमता: एक क्षेत्रीय अक्षय ऊर्जा स्रोत के रूप में ग्रेट लेक्स" (PDF). Archived from the original (PDF) on 29 October 2008. Retrieved 2008-10-04.
- ↑ 9.0 9.1 "Ajinomoto Co., Inc., UMI, और टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी प्रोफेसरों ने अमोनिया के साइट उत्पादन पर दुनिया के पहले को लागू करने के लिए नई कंपनी की स्थापना की।". Ajinomoto. 27 April 2017. Retrieved 22 November 2021.
- ↑ 10.0 10.1 "प्रौद्योगिकी / व्यापार परिचय". Tsubame BHB. 27 April 2017. Retrieved 22 November 2021.
- ↑ 11.0 11.1 "यही कारण है कि हम बीयर और मांस उत्पादन के लिए CO2 से बाहर चल रहे हैं". iNews. 2018-06-28.
- ↑ 12.0 12.1 "CO2 की कमी क्यों है और यह खाद्य आपूर्ति को कैसे हिट करेगा?". BBC News (in British English). 2021-09-20. Retrieved 2021-09-21.
- ↑ 13.0 13.1 "गैस संकट: कोई मौका रोशनी बाहर नहीं जाएगी, सरकार कहती है". BBC News (in British English). 2021-09-20. Retrieved 2021-09-21.
- ↑ "आइसलैंड ने ऊर्जा क्रांति शुरू की". BBC News. 2001-12-24. Archived from the original on 7 April 2008. Retrieved 2008-03-23.
- ↑ "अमोनिया उत्पादन का परिचय". www.aiche.org (in English). 2016-09-08. Retrieved 2021-08-19.
बाहरी संबंध
- Today's Hydrogen Production Industry
- Energy Use and Energy Intensity of the U.S. Chemical Industry, Report LBNL-44314, Lawrence Berkeley National Laboratory (Scroll down to page 39 of 40 PDF pages for a list of the ammonia plants in the United States)
- Ammonia: The Next Step includes a detailed process flow diagram.
- Ammonia production process plant flow sheet in brief with three controls.
