एकीकृत गैसीकरण संयुक्त चक्र

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एक संकलित गैसीकरण संयुक्त चक्र (इंटीग्रेटेड गैसीफिकेशन कंबाइंड साइकिल ) (आईजीसीसी) कोयले और अन्य कार्बन आधारित ईंधन को दाबानुकूलित गैस—संश्लेषण गैस (सिनगैस) में परिवर्तित करने के लिए एक उच्च दाब गैसीफायर का उपयोग करने वाली एक तकनीक है। इसके पश्चात यह बिजली उत्पादन चक्र से पहले सिनगैस से अशुद्धियों को दूर कर सकता है। इनमें से कुछ प्रदूषक, जैसे कि सल्फर, को क्लॉस प्रक्रिया के माध्यम से पुन: प्रयोज्य उप-उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है। इसके परिणामस्वरूप सल्फर डाइऑक्साइड, पार्टिकुलेट्स, पारा (मरकरी) और कुछ स्थितयों में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन कम होता है। अतिरिक्त प्रक्रिया उपकरण के साथ, जल-गैस शिफ्ट अभिक्रिया गैसीकरण दक्षता में वृद्धि कर सकती है और कार्बन मोनोआक्साइड उत्सर्जन को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करके कम कर सकती है। शिफ्ट अभिक्रिया से परिणामी कार्बन डाइऑक्साइड को पृथक्करण के माध्यम से अलग, संपीड़ित और संग्रहीत किया जा सकता है। प्राथमिक दहन और सिनगैस से उत्पन्न होने वाली अतिरिक्त ऊष्मा को फिर एक संयुक्त चक्र गैस टरबाइन के समान भाप चक्र में पारित किया जाता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप पारंपरिक चूर्णित कोयला दहन की तुलना में उन्नत ऊष्मागतिक दक्षता होती है।

महत्व

संयुक्त राज्य अमेरिका और कई अन्य देशों में कोयला प्रचुर मात्रा में पाया जा सकता है और हाल के वर्षों में इसकी कीमत अपेक्षाकृत स्थिर रही है। पारंपरिक हाइड्रोकार्बन ईंधन - तेल, कोयला और प्राकृतिक गैस - कोयले का उपयोग वैश्विक बिजली उत्पादन के 40% के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। जीवाश्म ईंधन की खपत और बड़े पैमाने पर CO2 उत्सर्जन में इसका योगदान पेरिस सम्मति के कारण एक दबाव का मुद्दा बन रहा है। विशेष रूप से, कोयले में तेल या प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक CO2 प्रति बीटीयू होता है और यह ईंधन के दहन से 43% CO2 उत्सर्जन के लिए उत्तरदायित्वपुर्ण है। इस प्रकार, आईजीसीसी तकनीक गैसीकरण और पूर्व-दहन कार्बन कैप्चर के माध्यम से कम उत्सर्जन की अनुमति प्रदान करता है, जो उपरोक्त प्रयोजनों को दूर करने के तरीके के रूप में चर्चा की जाती है।[1]

कार्य विधि

नीचे आईजीसीसी संयंत्र का एक योजनाबद्ध प्रवाह आरेख है:

एचआरएसजी का उपयोग करने वाले आइजीसीसी पावर प्लांट का ब्लॉक चित्रण

गैसीकरण प्रक्रिया उच्च सल्फर कोयला, सघन पेट्रोलियम अवशेष और बायोमास जैसे कार्बन युक्त फीडस्टॉक्स की एक विस्तृत विविधता से सिनगैस का उत्पादन कर सकती है।

संयंत्र को संकलित (इंटीग्रेटेड) कहा जाता है क्योंकि (1) गैसीकरण खंड में उत्पादित सिनगैस का उपयोग संयुक्त चक्र में गैस टरबाइन के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है और (2) गैसीकरण खंड में सिनगैस शीतलकों द्वारा उत्पादित भाप का उपयोग संयुक्त चक्र में भाप टर्बाइन द्वारा किया जाता है। इस उदाहरण में उत्पादित सिनगैस का उपयोग गैस टर्बाइन में ईंधन के रूप में किया जाता है जो विद्युत का उत्पादन करता है। एक सामान्य संयुक्त चक्र में, गैस टर्बाइन निकास से तथाकथित "अपशिष्ट ऊष्मा" का उपयोग भाप टर्बाइन चक्र के लिए भाप बनाने के लिए हीट रिकवरी स्टीम जेनरेटर (एचआरएसजी) में किया जाता है। आईजीसीसी संयंत्र गैसीकरण प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न उच्च तापमान वाली भाप को भाप टरबाइन चक्र में जोड़कर समग्र प्रक्रिया दक्षता में सुधार करता है। इस भाप का उपयोग अतिरिक्त विद्युत का उत्पादन करने के लिए भाप टर्बाइनों में किया जाता है।

आईजीसीसी संयंत्र अपनी उच्च तापीय दक्षता, निम्न गैर-कार्बन ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और निम्न श्रेणी के कोयले को संसाधित करने की क्षमता के कारण पारंपरिक कोयला बिजली संयंत्रों की तुलना में लाभप्रद हैं। हानि में उच्च पूंजी और अनुरक्षण की लागत, और पूर्व-दहन कैप्चर के बिना स्रावित CO2 की मात्रा सम्मिलित होती है।[2]

प्रक्रिया अवलोकन

  • सिनगैस या संश्लेषित गैस के उत्पादन के लिए ठोस कोयले को गैसीकृत किया जाता है। सिनगैस को ऑक्सीजन की कमी के साथ एक संवृत दाब वाले रिएक्टर में कोयले को गैसीकृत करके संश्लेषित किया जाता है। ऑक्सीजन की कमी यह सुनिश्चित करती है कि कोयला पूरी तरह से जलने के विपरीत ऊष्मा और दाब से टूट जाता है। कोयले और ऑक्सीजन के बीच रासायनिक अभिक्रिया एक उत्पाद का उत्पादन करती है जो कार्बन और हाइड्रोजन या सिनगैस का मिश्रण है। CxHy + (x/2)O2 → (x)CO2 + (y/2)H2
  • सिनगैस के उत्पादन से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग ठंडे जल से भाप के उत्पादन के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग तब भाप टरबाइन बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है।
  • अधिक शुद्ध ईंधन का उत्पादन करने के लिए CO2 और अन्य अशुद्धियों को दूर करने के लिए सिनगैस को दहन पूर्व पृथक्करण प्रक्रिया से गुजरना चाहिए। अशुद्धियों को अलग करने के लिए तीन चरणों की आवश्यकता होती है:[3]
  1. जल-गैस-शिफ्ट अभिक्रिया। जल-गैस-शिफ्ट रिएक्टर में होने वाली अभिक्रिया CO + H2O CO2 + H2 होती है। यह हाइड्रोजन ईंधन की उच्च संरचना के साथ एक सिनगैस का उत्पादन करती है जो बाद में दहन में जलने के लिए अधिक प्रभावशाली है।
  2. भौतिक पृथक्करण की प्रक्रिया। यह विभिन्न तंत्रों जैसे अवशोषण, अधिशोषण या झिल्ली पृथक्करण के माध्यम से किया जा सकता है।
  3. शोषण, संपीड़न और भंडारण/शिपिंग।
  • परिणामस्वरूप सिनगैस दहन टरबाइन को ईंधन प्रदान करता है जो बिजली उत्पन्न करता है। इस स्तर पर सिनगैस ऋजुतापूर्वक शुद्ध H2 होती है।

लाभ और कमियां

ईंधन के स्रोत के रूप में कोयले का उपयोग करने की एक बड़ी कमी कार्बन डाइऑक्साइड और प्रदूषकों का उत्सर्जन है, जिसमें सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, पारा और पार्टिकुलेट सम्मिलित होते हैं। लगभग सभी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र चूर्णित कोयला दहन का उपयोग करते हैं, जो पृष्ठीय क्षेत्रफल को बढ़ाने के लिए कोयले को चूर्णित करता है, भाप बनाने के लिए इसे जलाया जाता है, और बिजली उत्पन्न करने के लिए टरबाइन के माध्यम से भाप को चलाता है। चूर्णित कोयले के संयंत्र दहन के बाद कार्बन डाइऑक्साइड को केवल तभी ग्रहण कर सकते हैं जब इसे तनूकृत और पृथक्करण के लिए कठोर किया जाता है। इसकी तुलना में, आईजीसीसी में गैसीकरण दहन से पहले केंद्रित और दाबनुकुलित कार्बन डाइऑक्साइड को पृथक करने और प्रग्रहण की अनुमति प्रदान करता है। सिनगैस शुद्धीकरण (क्लीनअप) में स्थूल पार्टिकुलेट्स को हटाने के लिए फिल्टर, बारीक पार्टिकुलेट्स को हटाने के लिए स्क्रबिंग, और मरकरी को हटाने के लिए ठोस अधिशोषक सम्मिलित होते हैं। इसके अतिरिक्त, हाइड्रोजन गैस का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है, जो दहन के दौरान कोई प्रदूषक उत्पन्न नहीं करती है।[4]

आईजीसीसी भी पारंपरिक चूर्णित कोयला संयंत्रों की तुलना में कम जल का उपभोग करता है। चूर्णित कोयला संयंत्र में, भाप का उत्पादन करने के लिए कोयले को जलाया जाता है, जिसका उपयोग भाप टरबाइन का उपयोग करके बिजली बनाने के लिए किया जाता है। फिर भाप के निकास को ठंडे जल से संघनित किया जाना चाहिए, और वाष्पीकरण से जल नष्ट हो जाता है। आईजीसीसी में, गैस टरबाइन में दहन से जल की खपत कम हो जाती है, जो उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग वायु का विस्तार करने और टरबाइन को चलाने के लिए करता है। भाप का उपयोग केवल द्वितीयक भाप टरबाइन में उपयोग के लिए दहन टरबाइन के निकास से ऊष्मा को प्रगहणित करने के लिए किया जाता है। वर्तमान में, बिजली उत्पादन के अन्य रूपों की तुलना में बड़ी कमी उच्च पूंजीगत लागत है।

प्रतिष्ठान

डीओई स्वच्छ कोयला प्रदर्शन परियोजना[5] ने 3 आईजीसीसी संयंत्रों के निर्माण में सहायता की: एडवर्ड्सपोर्ट, इंडियाना में एडवर्ड्सपोर्ट विद्युत उत्पादन गृह, ताम्पा, फ्लोरिडा में पोल्क विद्युत उत्पादन गृह (ऑनलाइन 1996), और रेनो, नेवादा में पिनोन पाइन। रेनो प्रदर्शन परियोजना में, शोधकर्ताओं ने पाया कि उस समय की विद्यमान आईजीसीसी तकनीक समुद्र तल से 300 फीट (100 मीटर) से अधिक ऊपर कार्य नहीं करेगी।[6] संदर्भ 3 में डीओई रिपोर्ट हालांकि किसी ऊंचाई प्रभाव का उल्लेख नहीं करती है, और अधिकांश समस्याएं ठोस अपशिष्ट निष्कर्षण प्रणाली से जुड़ी थीं। वबाश नदी और पोल्क विद्युत् उत्पादन गृह वर्तमान में परिचालन शुरू करने की समस्याओं के समाधान के बाद काम कर रहे हैं, लेकिन पियोन पाइन परियोजना को महत्वपूर्ण समस्याओं का सामना करना पड़ा और उसे छोड़ दिया गया।

यूएस डीओई के क्लीन कोल पावर इनिशिएटिव (सीसीपीआई फेज 2) ने निम्न उत्सर्जन वाले कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की साध्यता को प्रदर्शित करने के लिए दो परियोजनाओं में से एक के रूप में केम्पर परियोजना का चयन किया। मिसिसिपी पावर ने 2010 में केम्पर काउंटी, मिसिसिपी में केम्पर परियोजना पर निर्माण शुरू किया और 2016 में परिचालन शुरू करने के लिए तैयार है, हालांकि इसमें कई देरी हुई है।[7] मार्च में, अनुमानित तिथि को 2016 की शुरुआत से 31 अगस्त, 2016 तक और पीछे धकेल दिया गया, जिससे कुल $110 मिलियन जुड़ गए और परियोजना को निर्धारित समय से 3 साल पीछे कर दिया गया। विद्युत संयंत्र एक प्रमुख कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (सीसीएस) परियोजना है जो लिग्नाइट कोयले को जलाती है और अनुमानित 65% उत्सर्जन कैप्चर दर के साथ पूर्व-दहन आईजीसीसी प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है।[8]

आईजीसीसी संयंत्रों की पहली पीढ़ी ने आधुनिक कोयला आधारित तकनीक की तुलना में कम प्रदूषित किया, लेकिन प्रदूषित जल भी; उदाहरण के लिए, वबाश नदी संयंत्र 1998-2001[9] के दौरान अपने जल परमिट के अनुपालन से बाहर था क्योंकि यह आर्सेनिक, सेलेनियम और साइनाइड उत्सर्जित करता था। वबाश नदी जनरेटिंग स्टेशन अब पूरी तरह से वबाश रिवर पावर एसोसिएशन के स्वामित्व और संचालित है।

आईजीसीसी को अब कैप्चर रेडी के रूप में जाना जाता है और संभावित रूप से इसका उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड का प्रग्रहण और संग्रहण करने के लिए किया जा सकता है।[10][11] (फ्यूचरजेन देखें) पोलैंड का केडजिएरज़ीन शीघ्र ही एक शून्य-उत्सर्जन शक्ति और रासायनिक संयंत्र की आयोजित करेगा जो कार्बन कैप्चर एन्ड स्टोरेज (सीसीएस) के साथ कोयला गैसीकरण तकनीक को जोड़ती है। इस स्थापना की योजना बनाई गई थी, लेकिन 2009 के बाद से इसके बारे में कोई जानकारी नहीं है। दुनिया भर में विद्यमान अन्य ऑपरेटिंग आईजीसीसी संयंत्र नीदरलैंड में अलेक्जेंडर (पूर्व में बुगेनम), स्पेन में पुएर्टोलानो और जापान में जेजीसी हैं।

टेक्सास स्वच्छ ऊर्जा परियोजना ने 400 MW आईजीसीसी सुगमता बनाने की योजना बनाई है जिसमें कार्बन प्रग्रहण, उपयोग और भंडारण (सीसीयूएस) प्रौद्योगिकी सम्मिलित होगी। परियोजना आईजीसीसी और 90% कार्बन प्रग्रहण और भण्डारण को संयोजित करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में पहला कोयला बिजली संयंत्र होता है। प्रायोजक समिट पावर ने 2017 में बैंकरप्सी के लिए दर्ज किया था।[12]

पारंपरिक पोस्ट दहन कार्बन प्रग्रहण और विभिन्न विविधताओं की तुलना में इसके कई लाभ और हानि हैं[13]

लागत और विश्वसनीयता

आईजीसीसी को लागू करने में एक प्रमुख समस्या इसकी उच्च पूंजी लागत है, जो इसे अन्य बिजली संयंत्र प्रौद्योगिकियों के साथ प्रतिस्पर्धा करने से रोकता है। वर्तमान में, साधारण चूर्णित कोयला संयंत्र सबसे कम लागत वाले बिजली संयंत्र विकल्प हैं। आईजीसीसी का लाभ विद्यमान बिजली संयंत्रों को पुनःसंयोजित करने में सरलता से प्राप्त होती है जो उच्च पूंजी लागत को ऑफसेट कर सकता है। 2007 के एक मॉडल में, सीसीएस के साथ आईजीसीसी सभी स्थितियों में सबसे कम लागत वाली प्रणाली है। इस मॉडल ने बिजली की स्तरित लागत के अनुमानों की तुलना की, जिसमें सीसीएस के साथ आईजीसीसी की लागत 71.9 $US2005/MWh, सीसीएस के साथ चूर्णित कोयले की लागत 88 US2005/MWh, और प्राकृतिक गैस संयुक्त चक्र की लागत 80.6 $US2005/MWh दर्शाई गई। बिजली की स्तरित लागत प्राकृतिक गैस की कीमत और कार्बन भंडारण और परिवहन लागत को सम्मिलित करने के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील थी।[14]

पुनः संयोजन के संभावित लाभ अब तक कार्बन प्रग्रहण तकनीक के साथ आईजीसीसी की लागत को ऑफसेट नहीं कर पाए हैं। यूएस एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन की 2013 की एक रिपोर्ट दर्शाती है कि 2010 से सीसीएस के साथ आईजीसीसी की रातोंरात लागत 19% बढ़ गई है। तीन बिजली संयंत्र प्रकारों में से, सीसीएस के साथ चूर्णित कोयले की रातोंरात पूंजी लागत $5,227 (2012 डॉलर)/kW है, सीसीएस के साथ आईजीसीसी की रातोंरात पूंजी लागत $6,599 (2012 डॉलर)/kW है, और सीसीएस के साथ प्राकृतिक गैस के संयुक्त चक्र की रातोंरात की पूंजी लागत $2,095 (2012 डॉलर)/kW है। चूर्णित कोयला और एनजीसीसी की लागत में 2010 के बाद से महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं आया है। रिपोर्ट आगे बताती है कि आईजीसीसी की लागत में 19% की वृद्धि आईजीसीसी परियोजनाओं की हाल की जानकारी के कारण हुई है जो बजट से अधिक हो गई है और लागत अपेक्षा से अधिक है।[15]

विनियामक अनुष्ठानों में हाल की साक्ष्य आईजीसीसी की लागत को गोडेल द्वारा अनुमानित $96 से 104/MWh तक दुगुना होने का संकेत देती है।[16][17] यह कार्बन प्रग्रहण और अधिग्रहण (सीक्वेस्ट्रेशन) (कनाडा में वेयबर्न (बढ़ी हुई तेल प्रत्युद्धरण के लिए) और पिछले दस वर्षों से वाणिज्यिक स्तर पर उत्तरी सागर में स्लीपनर दोनों में पृथक्करण एक परिपक्व तकनीक रही है।) को जोड़ने से पहले है - 90% की दर से प्रग्रहणित करने पर $30/MWh अतिरिक्त लागत आने की उम्मीद थी।[18]

वाबाश नदी गैसीफायर की समस्या के कारण लंबे समय तक बार-बार नीचे थी। गैसीफायर की समस्याओं का समाधान नहीं किया गया है - बाद की परियोजनाओं, जैसे कि एक्सेलसियर की मेसाबा परियोजना, में एक तीसरा गैसीफायर और ट्रेन का निर्माण किया गया है। हालांकि, पिछले वर्ष वबाश नदी को अन्य तकनीकों की तुलना में या उससे बेहतर उपलब्धता के साथ विश्वसनीय रूप से चलते देखा गया है।

पोल्क काउंटी आईजीसीसी में डिजाइन संबंधी समस्याएं हैं। सबसे पहले, परियोजना को शुरू में बंद कर दिया गया था क्योंकि स्लरी पाइपलाइन में जंग लगने के कारण रेल कारों से गैसीफायर में स्लरीड कोयले को संचयित किया गया था। पाइप के लिए एक नया लेप विकसित किया गया था। दूसरा, उष्मीययुग्मक को दो साल से भी कम समय में बदल दिया गया था; एक संकेत है कि गैसीफायर को विभिन्न प्रकार के फीडस्टॉक्स के साथ समस्या थी; बिटुमिनस से उप-बिटुमिनस कोयले तक। गैसीफायर को निम्न श्रेणी के लिग्नाइट्स को भी नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। तीसरा, अपवर्तक लाइनर समस्याओं के कारण गैसीफायर पर अनियोजित डाउनटाइम, और उन समस्याओं की मरम्मत करना महंगा था। गैसीफायर को मूल रूप से इटली में पोल्क में बनाए गए आकार के अर्ध आकार के लिए डिजाइन किया गया था। नई सिरेमिक सामग्री गैसीफायर के प्रदर्शन और दीर्घायु को उत्कृष्ट बनाने में सहायता कर सकती है। भविष्य के आईजीसीसी संयंत्र के डिजाइन में सुधार के लिए विद्यामान आईजीसीसी संयंत्र की परिचालन समस्याओं को समझना आवश्यक है। (पोल्क आईजीसीसी पावर प्लांट, https://web.archive.org/web/20151228085513/http://www.clean-energy.us/projects/polk_florida.html।।) कीम, के., 2009, आईजीसीसी प्लांट पुनः डिजाइन और पुनः इमेज के लिए वहनीयता संचालन प्रणाली पर एक परियोजना। यह हार्वर्ड विश्वविद्यालय का एक अप्रकाशित पेपर है)

जनरल इलेक्ट्रिक वर्तमान में एक आईजीसीसी मॉडल प्लांट डिजाइन कर रहा है जो अधिक दीर्घकालीनता प्रस्तावित करता है। जीई के मॉडल में कोयला सिनगैस के लिए अनुकूलित उन्नत टरबाइन हैं। किंग्सपोर्ट, टीएन में ईस्टमैन का औद्योगिक गैसीकरण प्लांट जीई ऊर्जा सॉलिड-फेड गैसीफायर का उपयोग करता है। ईस्टमैन, एक फॉर्च्यून 500 कंपनी, ने 1983 में बिना किसी राज्य या संघीय सब्सिडी के इस सुविधा का निर्माण किया और लाभ में परिवर्तित हो गई।[19][20]

यूरोप में कई परिशोधनशाला (रिफाइनरी)-आधारित आईजीसीसी प्लांट हैं जिन्होंने प्रारंभिक समायोजन अवधि के बाद अच्छी उपलब्धता (90-95%) का प्रदर्शन किया है। कई कारक इस प्रदर्शन में सहायता करते हैं:

  1. इनमें से कोई भी सुविधा उन्नत प्रौद्योगिकी (एफ प्रकार) गैस टर्बाइनों का उपयोग नहीं करती है।
  2. सभी परिशोधनशाला-आधारित संयंत्र कच्चे माल के रूप में कोयले के बजाय परिशोधनशाला के अवशेषों का उपयोग करते हैं। यह कोयले से निपटने और कोयला तैयार करने के उपकरण और उसकी समस्याओं को समाप्त करता है। इसके अतिरिक्त, गैसीफायर में उत्पन्न राख का स्तर बहुत कम होता है, जो गैस के ठंडा होने और सफाई के चरणों में सफाई और डाउनटाइम को कम करता है।
  3. इन गैर-उपयोगिता संयंत्रों ने गैसीकरण प्रणाली को अप-फ्रंट रासायनिक प्रसंस्करण संयंत्र के रूप में मानने की आवश्यकता स्वीकृत है, और तदनुसार अपने परिचालन कर्मचारियों को पुनर्गठित किया है।

आईजीसीसी की एक और सफलता की कहानी नीदरलैंड में 250 MW बुग्गेनुम संयंत्र रही है, जिसका आरम्भ 1994 में किया गया था और 2013 में बंद कर दिया गया था,[21] जिसकी अच्छी उपलब्धता थी। यह कोयला आधारित आईजीसीसी संयंत्र मूल रूप से पूरक फीडस्टॉक के रूप में 30% बायोमास तक उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। अधिष्ठाता, एनयूओएन, को सरकार द्वारा बायोमास का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहन शुल्क का भुगतान किया गया था। एनयूओएन ने नीदरलैंड में 1,311 MW आईजीसीसी संयंत्र का निर्माण किया है, जिसमें तीन 437 MW सीसीजीटी इकाइयां सम्मिलित हैं। एनयूओएन मैग्नम आईजीसीसी विद्युत उत्पादन गृह को 2011 में चालू किया गया था, और आधिकारिक तौर पर जून 2013 में खोला गया था। मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज को विद्युत उत्पादन गृह के निर्माण के लिए पुरस्कृत किया गया है।[22] पर्यावरण संगठनों के साथ एक अनुबंध के बाद, 2020 तक कोयले और बायोमास को जलाने के लिए मैग्नम प्लांट का उपयोग करने से एनयूओएन को प्रतिबंधित कर दिया गया है। नीदरलैंड में उच्च गैस की कीमतों के कारण, तीन इकाइयों में से दो वर्तमान में ऑफ़लाइन हैं, जबकि तीसरी इकाई में केवल कम उपयोग स्तर दिखाई देता है। मैग्नम प्लांट की अपेक्षाकृत कम 59% दक्षता का अर्थ है कि अधिक प्रभावशाली सीसीजीटी प्लांट (जैसे हेमवेग 9 प्लांट) को (बैकअप) पावर प्रदान करने के लिए प्राथमिकता दी जाती है।

आईजीसीसी आधारित कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की एक नई पीढ़ी प्रस्तावित की गई है, हालांकि अभी तक कोई भी निर्माणाधीन नहीं है। अमेरिका में एईपी, ड्यूक ऊर्जा और सदर्न कंपनी और यूरोप में जेएके/पीकेई, सेंट्रिका (यूके), ई.ऑन और आरडब्ल्यूई (दोनों जर्मनी) और एनयूओएन (नीदरलैंड) द्वारा परियोजनाएं विकसित की जा रही हैं। मिनेसोटा में, राज्य के वाणिज्य विभाग के विश्लेषण में पाया गया कि आईजीसीसी की लागत सबसे अधिक है, जिसकी उत्सर्जन प्रोफ़ाइल चूर्णित कोयले की तुलना में अधिक उन्नत नहीं है। डेलावेयर में, डेल्मरवा और राज्य सलाहकार विश्लेषण के परिणाम अनिवार्य रूप से समान थे।

आईजीसीसी की ऊंची लागत बिजली बाजार में इसके एकीकरण में सबसे बड़ी बाधा है; हालाँकि, अधिकांश ऊर्जा अधिकारी मानते हैं कि कार्बन विनियमन जल्द ही आने वाला है। कार्बन कटौती की आवश्यकता वाले विधेयकों को सदन और सीनेट दोनों में फिर से प्रस्तावित किया जा रहा है, और डेमोक्रेटिक बहुमत के साथ ऐसा लगता है कि अगले राष्ट्रपति के साथ कार्बन विनियमन के लिए अधिक जोर दिया जाएगा। ईपीए को कार्बन को नियंत्रित करने के लिए सुप्रीम कोर्ट के फैसले की आवश्यकता है (मैसाचुसेट्स के कॉमनवेल्थ एट अल। वी। पर्यावरण संरक्षण एजेंसी एट अल।)[23] भविष्य के कार्बन नियमों की संभावना को बाद में आने के बजाय जल्द ही आने की संभावना भी बताती है। कार्बन कैप्चर के साथ, आईजीसीसी संयंत्र से बिजली की लागत लगभग 33% बढ़ जाएगी। एक प्राकृतिक गैस सीसी के लिए, वृद्धि लगभग 46% है। चूर्णित कोयले के संयंत्र के लिए, वृद्धि लगभग 57% है।[24] कम खर्चीला कार्बन कैप्चर करने की यह क्षमता आईजीसीसी को कार्बन नियंत्रित दुनिया में कम लागत वाले कोयले को उपलब्ध ईंधन स्रोत रखने के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाती है। हालांकि, रिस्क प्रीमियम को कम करने के लिए उद्योग को बहुत अधिक अनुभव की आवश्यकता है। सीसीएस के साथ आईजीसीसी को उद्योग को उचित रूप से प्रोत्साहित करने के लिए कुछ प्रकार के शासनाधिकार, उच्च कार्बन बाजार मूल्य या नियामक ढांचे की आवश्यकता होती है।[25]

जापान में, इलेक्ट्रिक पावर कंपनियां, मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज के साथ मिलकर 90 के दशक की शुरुआत से 200 t/d आईजीसीसी पायलट प्लांट का संचालन कर रही हैं। सितंबर 2007 में, उन्होंने नाकोसो में 250 MW का डेमो संयंत्र शुरू किया। यह हवा में उड़ने वाले (ऑक्सीजन नहीं) सूखे फ़ीड कोयले पर ही चलती है। यह <0.1% के असंतुलित कार्बन सामग्री अनुपात के साथ पीआरबी कोयले को जलाता है और ट्रेस तत्वों का कोई पता नहीं चलता है। यह न केवल एफ प्रकार टर्बाइन बल्कि जी प्रकार के टर्बाइनों को भी नियोजित करता है। (नीचे Gasification.org लिंक देखें)

CO2 प्रग्रहण तकनीक वाली अगली पीढ़ी के आईजीसीसी संयंत्रों से पारंपरिक आईजीसीसी की तुलना में सरलीकृत प्रणालियों के कारण से उच्च तापीय दक्षता और लागत कम रखने की उम्मीद की जाएगी। मुख्य विशेषता यह है कि कोयले को गैसीकृत करने के लिए ऑक्सीजन और नाइट्रोजन का उपयोग करने के बजाय वे ऑक्सीजन और CO2 का उपयोग करते हैं। मुख्य लाभ यह है कि ठंडी गैस दक्षता के प्रदर्शन में सुधार करना और बिना जले हुए कार्बन (चार) को कम करना संभव है।

बिजली संयंत्र दक्षता के लिए एक संदर्भ के रूप में:

  • फ्रेम ई गैस टर्बाइन, 30बार क्वेन्च गैस कूलिंग, शीत तापमान गैस क्लीनिंग और 2 लेवल एचआरएससी के साथ लगभग 38% ऊर्जा दक्षता प्राप्त करना संभव है।
  • फ्रेम एफ गैस टर्बाइन, 60 बार शमन गैसीफायर, शीत तापमान गैस क्लीनिंग और 3 लेवल+आरएच एचआरएससी के साथ लगभग 45% ऊर्जा दक्षता प्राप्त करना संभव है।
  • फ्रेम जी गैस टर्बाइनों का नवीनतम विकास, एएसयू वायु एकीकरण, उच्च तापमान डीसल्फराइजेशन प्रदर्शन को और भी उन्नत बना सकता है।[26]

इस सिस्टम में गैस टर्बाइन एग्जॉस्ट गैस से निकाली गई CO2 का उपयोग किया जाता है। सीधे संपीड़न और द्रवीकरण द्वारा CO2 को ग्रहण करने में सक्षम एक बंद गैस टरबाइन प्रणाली का उपयोग करने से पृथक्करण और प्रग्रहण प्रणाली की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।[27]

आईजीसीसी में CO2 प्रग्रहण

जल-गैस-शिफ्ट अभिक्रिया और सिनगैस के उच्च दाब के बाद CO2 की उच्च सांद्रता के कारण दहन के बाद के प्रग्रहण में ग्रिप गैस से CO2 को हटाने की तुलना में पूर्व-दहन CO2 को हटाना बहुत सरल है। आईजीसीसी में पूर्व-दहन के दौरान, CO2 का आंशिक दाब दहन-पश्चात फ्लू गैस की तुलना में लगभग 1000 गुना अधिक होता है।[28] CO2 पूर्व-दहन की उच्च सांद्रता के कारण, भौतिक सॉल्वैंट्स, जैसे कि सेलेक्सोल और रेक्टिसोल, रासायनिक लवणों के अपेक्षा CO2 को हटाने के लिए चयनित किए जाते हैं। भौतिक लवण रासायनिक प्रतिक्रिया की आवश्यकता के बिना एसिड गैसों को अवशोषित करके काम करते हैं, जैसा कि पारंपरिक अमीन आधारित लवण में होता है। दाब को कम करके, विलायक को पुनर्जीवित किया जा सकता है, और CO2 को निर्जलित किया जा सकता है। भौतिक लवणों के साथ सबसे बड़ी बाधा सिनगैस को जुदाई से पहले ठंडा करने और बाद में दहन के लिए फिर से गर्म करने की आवश्यकता है। इसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है और समग्र संयंत्र दक्षता में कमी आती है।[28]

परीक्षण

आईजीसीसी पावर प्लांट्स का परीक्षण करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं और परिभाषाओं को मानकीकृत करने के लिए राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय परीक्षण कोड का उपयोग किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले परीक्षण कोड का चयन क्रेता और निर्माता के बीच एक समझौता है, और संयंत्र और संबंधित प्रणालियों के डिजाइन के लिए इसका कुछ महत्व है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, द अमेरिकन सोसाइटी ऑफ मैकेनिकल इंजीनियर्स ने 2006 में आईजीसीसी विद्युत् उत्पादन प्लांट्स (पीटीसी 47) के लिए प्रदर्शन परीक्षण कोड प्रकाशित किया, जो इसके प्रवाह दर, तापमान, दाब, संरचना, ताप मान, और इसके दूषित पदार्थों की सामग्री द्वारा ईंधन गैस की मात्रा और गुणवत्ता के निर्धारण के लिए प्रक्रिया प्रदान करता है।[29]

आईजीसीसी उत्सर्जन विवाद

2007 में, न्यूयॉर्क स्टेट अटॉर्नी जनरल के कार्यालय ने आईजीसीसी कोयला आधारित बिजली संयंत्रों के विकास का प्रस्ताव करने वाली इलेक्ट्रिक पावर कंपनियों के शेयरधारकों को "ग्रीनहाउस गैसों से होने वाले वित्तीय जोखिमों" के पूर्ण प्रकटीकरण की मांग की। "बिजली संयंत्रों से CO2 उत्सर्जन के लिए कई नई या संभावित विनियामक पहलों में से कोई भी - राज्य कार्बन नियंत्रण, स्वच्छ वायु अधिनियम के तहत ईपीए के नियमों, या संघीय ग्लोबल वार्मिंग नियमों के अधिनियमन सहित- कार्बन-गहन कोयला उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण लागत जोड़ देगा";[30] न्यूयॉर्क से अमेरिकी सीनेटर हिल्लारी क्लिंटन ने प्रस्ताव दिया है कि देश भर में सार्वजनिक रूप से कारोबार करने वाली सभी बिजली कंपनियों के लिए इस पूर्ण रिस्क प्रकटीकरण की आवश्यकता है।[31] इस ईमानदार प्रकटीकरण ने आईजीसीसी सहित सभी प्रकार की विद्यमान-प्रौद्योगिकी कोयला आधारित बिजली संयंत्रों के विकास में निवेशकों की रुचि को कम करना शुरू कर दिया है।

सीनेटर हैरी रीड (2007/2008 यू.एस. सीनेट के अधिकांश नेता) ने 2007 स्वच्छ ऊर्जा शिखर सम्मेलन को बताया कि नेवादा में प्रस्तावित नए IGCC कोयला आधारित बिजली संयंत्रों के निर्माण को रोकने के लिए वह सब कुछ करेंगे जो वे कर सकते हैं। रीड चाहता है कि नेवादा उपयोगिता कंपनियां कोयला प्रौद्योगिकियों के बजाय सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा और भूतापीय ऊर्जा में निवेश करें। रीड ने कहा कि ग्लोबल वार्मिंग एक वास्तविकता है, और केवल एक प्रस्तावित कोयला आधारित संयंत्र एक वर्ष में सात मिलियन टन कोयले को जलाकर इसमें योगदान देगा। उन्होंने दावा किया कि दीर्घकालिक स्वास्थ्य देखभाल लागत बहुत अधिक होगी (कोई स्रोत जिम्मेदार नहीं है)। "मैं इन पौधों को रोकने के लिए सब कुछ करने जा रहा हूँ।", उन्होंने कहा। "कोई स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकी नहीं है। कोई स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकी है, लेकिन कोई स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकी नहीं है।"[32]


एक आईजीसीसी संयंत्र से H2S गैस के उपचार के लिए सबसे प्रभावी तरीकों में से एक इसे सल्फ्यूरिक एसिड में एक नम गैस सल्फ्यूरिक अम्ल प्रक्रिया डब्लूएसए प्रक्रिया में परिवर्तित करना है। हालांकि, अधिकांश H2S उपचारित संयंत्र संशोधित क्लॉज प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, क्योंकि सल्फर बाजार के मूल ढांचे और सल्फ्यूरिक अम्ल बनाम सल्फर की परिवहन लागत सल्फर उत्पादन के पक्ष में है।

यह भी देखें

संदर्भ

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  2. ↑ Padurean, Anamaria (5 July 2011). "Pre-combustion carbon dioxide capture by gas–liquid absorption for Integrated Gasification Combined Cycle power plants". International Journal of Greenhouse Gas Control. 7: 1. doi:10.1016/j.ijggc.2011.12.007. Retrieved 28 April 2016.
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  31. ↑ [2] Archived January 24, 2008, at the Wayback Machine
  32. ↑ [3] Archived July 21, 2011, at the Wayback Machine


बाहरी कड़ियाँ

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