CO₂ পুনরুদ্ধারের জন্য মূল চার-পর্যায়ের প্রক্রিয়া
CO₂ পুনরুদ্ধারের মৌলিক নীতি হল এটিকে মিশ্র গ্যাস প্রবাহ থেকে বেছে বেছে আলাদা করা। এটি একটি মানসম্মত চার-পদক্ষেপ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অর্জন করা হয়:
1. প্রাক-চিকিত্সা: ফ্লু গ্যাস অমেধ্য অপসারণ
ডাউনস্ট্রিম ক্যাপচার ইকুইপমেন্টে ক্ষয়, ব্লকেজ এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস রোধ করতে প্রথমে কাঁচা ফ্লু গ্যাস পরিষ্কার করতে হবে।
ধূলিকণা অপসারণ: ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রিসিপিটেটর বা ব্যাগহাউস ফিল্টারগুলি কণা পদার্থ (ধুলো) অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়, যা শোষণকারী বা দ্রাবকগুলিকে আটকে রাখতে পারে এবং পৃথকীকরণের দক্ষতা কমাতে পারে।
ডিসালফারাইজেশন এবং ডেনিট্রিফিকেশন: সালফার ডাই অক্সাইড (SO₂) এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড (NOₓ) অপসারণের জন্য ওয়েট ফ্লু-গ্যাস ডিসালফারাইজেশন (যেমন, চুনাপাথর-জিপসাম পদ্ধতি) এবং নির্বাচনী অনুঘটক হ্রাস (SCR) নিযুক্ত করা হয়। এই অমেধ্যগুলি সরঞ্জামের ক্ষয় সৃষ্টি করে, ক্যাপচার দ্রাবকগুলির সাথে অবাঞ্ছিত উপজাত তৈরি করে এবং চূড়ান্ত CO₂ বিশুদ্ধতা হ্রাস করে।
ডিহাইড্রেশন: কুলার এবং শোষণ ড্রায়ার কম-তাপমাত্রা ক্যাপচার প্রক্রিয়ার সময় বরফ গঠন এবং পাইপলাইন ব্লকেজ প্রতিরোধ করতে এবং ক্ষয়কারী কার্বনিক অ্যাসিড গঠন এড়াতে জলীয় বাষ্প অপসারণ করে।
2. ক্যাপচার এবং সেপারেশন: সিলেক্টিভ CO₂ আইসোলেশন
এটি পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ার মূল এবং সবচেয়ে প্রযুক্তিগতভাবে নিবিড় এবং ব্যয়বহুল পর্যায়, যা মোট বিনিয়োগের 60-70% এর জন্য দায়ী। পূর্ব-চিকিত্সা করা গ্যাস একটি ক্যাপচার ইউনিটে প্রবেশ করে যেখানে CO₂কে ভৌত বা রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করে N₂ এবং O₂ থেকে বেছে বেছে আলাদা করা হয়।
3. পরিশোধন ও পরিশোধন: CO₂ বিশুদ্ধতা বৃদ্ধি করা
ক্যাপচার করা 'কাঁচা' CO₂ (সাধারণত 85-95% খাঁটি) N₂, O₂, এবং H₂S-এর মতো অবশিষ্ট অমেধ্য অপসারণের জন্য প্রায়ই আরও বিশুদ্ধকরণের প্রয়োজন হয়। প্রয়োজনীয় বিশুদ্ধতা স্তর ব্যবহৃত প্রযুক্তি নির্দেশ করে।
ফুড-গ্রেড (≥99.9% বিশুদ্ধতা): পানীয় কার্বনেশন বা খাদ্য সংযোজক হিসাবে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, শোষণ টাওয়ারের সংমিশ্রণ (N₂/O₂ অপসারণ করতে আণবিক চালনী ব্যবহার করে) এবং পাতন কলাম (আলোক উপাদানের অমেধ্য আলাদা করতে) প্রয়োজন।
শিল্প-গ্রেড (95-98% বিশুদ্ধতা): বর্ধিত তেল পুনরুদ্ধার (EOR) বা রাসায়নিক সংশ্লেষণের মতো ব্যবহারের জন্য, বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা কম কঠোর, যা একটি সরলীকৃত এবং আরও ব্যয়-কার্যকর পরিশোধন প্রক্রিয়ার অনুমতি দেয়।
4. কম্প্রেশন এবং স্টোরেজ: তরল বা সুপারক্রিটিকাল অবস্থায় রূপান্তর
বিশুদ্ধ CO₂ গ্যাস দক্ষ সঞ্চয়স্থান এবং পরিবহনের জন্য চাপযুক্ত এবং শীতল করা হয়।
-20°C থেকে -30°C তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করার সময় গ্যাসকে কম্প্রেসারে খাওয়ানো হয় এবং চাপ দেওয়া হয় (সাধারণত 2.0-7.38 MPa পর্যন্ত)।
এই প্রক্রিয়াটি CO₂কে একটি তরল বা সুপারক্রিটিকাল অবস্থায় (CO₂ ক্রিটিক্যাল পয়েন্ট: 7.38 MPa এবং 31.1°C) রূপান্তরিত করে, যা পরবর্তীতে বিশেষায়িত, উত্তাপযুক্ত ট্যাঙ্কগুলিতে সংরক্ষণ করা হয় যা ব্যবহার বা সিকোয়েস্টেশনের জন্য অপেক্ষা করে।
লিডিং ক্যাপচার টেকনোলজির তুলনা
ক্যাপচার প্রযুক্তির পছন্দ ফ্লু গ্যাসের বৈশিষ্ট্য, খরচ বিবেচনা এবং অপারেশনাল প্রয়োজনীয়তার উপর অনেক বেশি নির্ভর করে।
| প্রযুক্তি রুট |
মূল নীতি |
সুবিধা |
অসুবিধাগুলি |
আদর্শ অ্যাপ্লিকেশন |
| রাসায়নিক শোষণ |
একটি ক্ষারীয় দ্রাবক (যেমন, MEA, DEA) ব্যবহার করে যা CO₂ এর সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে একটি স্থিতিশীল কার্বামেট তৈরি করে। তারপর দ্রাবককে উত্তপ্ত করা হয় (120-150°C) বন্ধন ভাঙ্গার জন্য, CO₂ মুক্ত করে এবং দ্রাবককে পুনরুত্পাদন করে। |
1. উচ্চ নির্বাচনীতা: কম CO₂ ঘনত্বেও চমৎকার ক্যাপচার দক্ষতা (≥90%)।
2. পরিপক্ক প্রযুক্তি: অনেক শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের সাথে ব্যাপকভাবে প্রমাণিত। |
1. উচ্চ পুনরুত্থান শক্তি: দ্রাবক উত্তাপের জন্য মোট শক্তি খরচের 70% এর বেশি হয়, যার ফলে উচ্চ পরিচালন ব্যয় হয়।
2. দ্রাবক অধঃপতন: দ্রাবক ক্ষয়প্রাপ্ত এবং উদ্বায়ীকরণ, পুনরায় পূরণের প্রয়োজন এবং সম্ভাব্য গৌণ দূষণ সৃষ্টি করে।
3. ক্ষয়কারী: সরঞ্জামের জন্য ব্যয়বহুল, জারা-প্রতিরোধী উপকরণ প্রয়োজন। |
কম CO₂ ঘনত্ব (10-15%) এবং স্থিতিশীল গ্যাস প্রবাহ, যেমন কয়লা-চালিত বিদ্যুৎ কেন্দ্র এবং বর্জ্য-থেকে-শক্তি জ্বালিয়ে দেওয়ার পরিস্থিতি। |
| শারীরিক শোষণ |
কঠিন শোষণকারী (যেমন, আণবিক চালনী, সক্রিয় কার্বন, MOFs) নিযুক্ত করে যা নিম্ন তাপমাত্রা/উচ্চ চাপে তাদের পৃষ্ঠে CO₂ ক্যাপচার করে। CO₂ তাপমাত্রা বাড়িয়ে বা চাপ কমিয়ে (TSA/PSA) নিঃসৃত হয় (শোষিত)। |
1. কম পুনর্জন্ম শক্তি: রাসায়নিক শোষণের তুলনায় শক্তি খরচ 30-50% কম।
2. অ-ক্ষয়কারী: শোষণকারীগুলি জড়, যা সরঞ্জামের দীর্ঘজীবনের দিকে পরিচালিত করে।
3. পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ: কোন দ্রাবক ক্ষতি বা সংশ্লিষ্ট দূষণ। |
1. কম ঘনত্বে নিম্ন দক্ষতা: CO₂ ঘনত্ব ≥15% সহ ফ্লু গ্যাসের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।
2. সীমিত ক্ষমতা: শোষণকারীর একটি সীমিত ক্ষমতা রয়েছে, যার জন্য ঘন ঘন পুনরুত্থান চক্র এবং বৃহত্তর সরঞ্জামের পরিমাণ প্রয়োজন।
3. অমেধ্যের জন্য সংবেদনশীল: জলীয় বাষ্প এবং অন্যান্য অমেধ্য শোষণকারী উপাদানকে নিষ্ক্রিয় করতে পারে। |
উচ্চ CO₂ ঘনত্ব (15-25%) এবং কম অপরিষ্কার মাত্রা সহ পরিস্থিতি, যেমন সিমেন্ট ভাটা এবং স্টিল মিল কোক ওভেন গ্যাস। |
| ঝিল্লি বিচ্ছেদ |
পলিমার ঝিল্লি ব্যবহার করে (যেমন, পলিমাইড) যা CO₂-এর জন্য বেছে বেছে প্রবেশযোগ্য। CO₂ অণুগুলি ঝিল্লির মধ্য দিয়ে 5-10 গুণ দ্রুত N₂ এর থেকে যায়, একদিকে একটি CO₂-সমৃদ্ধ প্রবাহ এবং অন্যদিকে একটি CO₂-শূন্য স্ট্রীম তৈরি করে। |
1. কমপ্যাক্ট ফুটপ্রিন্ট: কোন বড় টাওয়ার বা জাহাজের প্রয়োজন নেই।
2. কম রক্ষণাবেক্ষণ: কোন চলন্ত অংশ, সহজ অপারেশন নেতৃস্থানীয়.
3. নমনীয় এবং পরিমাপযোগ্য: মডুলার ডিজাইন ঝিল্লি ইউনিট যোগ বা অপসারণের মাধ্যমে বিভিন্ন গ্যাস প্রবাহের হারে সহজে সামঞ্জস্য করার অনুমতি দেয়। |
1. নিম্ন বিচ্ছেদ দক্ষতা: একক-পর্যায় বিচ্ছেদ শুধুমাত্র 80-85% বিশুদ্ধতা প্রদান করে, প্রায়শই সিরিজে একাধিক ধাপের প্রয়োজন হয়, যা খরচ বাড়ায়।
2. অবস্থার প্রতি সংবেদনশীল: ঝিল্লিগুলি উচ্চ তাপমাত্রা এবং অমেধ্য থেকে ক্ষতির জন্য সংবেদনশীল, এর জন্য কঠোর প্রাক-চিকিত্সা এবং 3-5 বছরের একটি সাধারণ ঝিল্লির জীবন প্রয়োজন।
3. কম ঘনত্বের জন্য উচ্চ শক্তির ব্যবহার: পাতলা গ্যাস প্রবাহের জন্য শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। |
ওঠানামা করা গ্যাস প্রবাহ সহ ছোট থেকে মাঝারি আকারের সুবিধা (যেমন, ছোট রাসায়নিক উদ্ভিদ, বিতরণ করা পাওয়ার স্টেশন), বা হাইব্রিড প্রক্রিয়ার একটি প্রাক-ঘনত্ব পদক্ষেপ হিসাবে। |
