আমরা সিনোপেক ডিস্ট্রিবিউটেড রিচ মিথেন গ্যাস হাইড্রোজেন উৎপাদন প্ল্যান্টের ৩০০ এনএম³/ঘণ্টা উৎপাদন ও সরবরাহ অনুষ্ঠান সফলভাবে সম্পন্ন করেছি। এখানে আমি প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদনের প্রক্রিয়া সম্পর্কে একটি সংক্ষিপ্ত পরিচিতি দিতে চাই।
শক্তি ব্যবহারের তীব্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে নতুন শক্তির সন্ধান করা একটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ হয়ে উঠেছে। সবচেয়ে সম্ভাবনাময় শক্তি হিসেবে হাইড্রোজেনের রয়েছে ব্যাপক উৎস, প্রায় কোনো দূষণ নেই, উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা এবং বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনা। প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদন চীনের জ্বালানি সংকটকে অনেকাংশে প্রশমিত করতে পারে এবং চীনের শক্তি ব্যবহারের কাঠামোর রূপান্তরকে আরও ত্বরান্বিত করতে পারে।
এই গবেষণাপত্রে প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদনের মূলনীতি, প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদনের প্রক্রিয়া ও প্রযুক্তি, প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রযুক্তির শ্রেণিবিভাগ এবং প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদনের ব্যয় হিসাবের উপর আলোকপাত করা হবে।
১ নীতি ও প্রক্রিয়া প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদন
১.১প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদনের নীতি
প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়ার মূলনীতি হলো, প্রথমে প্রাকৃতিক গ্যাসকে প্রিট্রিট করা, তারপর রিফর্মারে মিথেন ও বাষ্পকে কার্বন মনোক্সাইড ও হাইড্রোজেনে রূপান্তরিত করা এবং বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধারের পর শিফট টাওয়ারে কার্বন মনোক্সাইডকে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও হাইড্রোজেনে রূপান্তরিত করা। এই প্রক্রিয়া প্রযুক্তির ভিত্তি হলো প্রাকৃতিক গ্যাস বাষ্প রূপান্তর প্রযুক্তি। শিফট টাওয়ারে, অনুঘটকের উপস্থিতিতে বিক্রিয়ার তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা হয় এবং রূপান্তর গ্যাসে থাকা কার্বন মনোক্সাইড পানির সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ও কার্বন ডাইঅক্সাইড উৎপাদন করে।
উপযুক্ত চাপ ও তাপমাত্রায়, প্রাকৃতিক গ্যাসে থাকা অ্যালকেনসমূহ ধারাবাহিক রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে রূপান্তর গ্যাস উৎপন্ন করে। স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণে এই রূপান্তর গ্যাস বিভিন্ন অধিশোষকযুক্ত পিএএস (PAS) ডিভাইসের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর, অধিশোষণ টাওয়ার দ্বারা কার্বন মনোক্সাইড, কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং অন্যান্য অপদ্রব্য শোষিত হয় এবং অপদ্রব্যের অধিশোষক শোষণের জন্য হাইড্রোজেনকে গ্যাস ব্যবহারকারী ইউনিটে পাঠানো হয়। বিশোষণের পর, এই বিশ্লেষণমূলক গ্যাসকে জ্বালানি হিসেবে শিফট ফার্নেসে পাঠানো যায় এবং অধিশোষকটিকেও পুনরুজ্জীবিত করা যায়।
প্রধান বিক্রিয়ার সূত্রটি নিম্নরূপ:
প্রাকৃতিক গ্যাস ও পানি ৮০০ ~ ৯০০ ℃ তাপমাত্রায় নিকেল অক্সাইড অনুঘটকের উপস্থিতিতে বিক্রিয়া করে কার্বন মনোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন উৎপন্ন করে।
বিক্রিয়ার সংকেতটি হলো: CH4 + H2O → CO + H2-Q
৩০০-৪০০ ℃ তাপমাত্রায় ফেরিক অক্সাইড অনুঘটকের উপস্থিতিতে কার্বন মনোক্সাইড ও পানি বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং হাইড্রোজেন উৎপন্ন করে।
বিক্রিয়ার সংকেতটি হলো: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
এছাড়াও, প্রস্তুতি প্রক্রিয়ায় প্রাসঙ্গিক প্রযুক্তিগত সূচকের প্রয়োজনীয়তাগুলো নিম্নরূপ:
চাপ সাধারণত ১.৫ ~ ২.৫ MPa, এবং প্রতি ঘনমিটার হাইড্রোজেনের জন্য প্রাকৃতিক গ্যাসের ব্যবহার ০.৪ ~ ০.৫ ঘনমিটার; পরিচালনার সময়: > ৮০০০ ঘণ্টা; শিল্প পর্যায়ে: ১০০০ ঘনমিটার/হাইড্রোজেন ~ ১০০০০০ ঘনমিটার/ঘণ্টা।
১.২ প্রাকৃতিক গ্যাস হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়া
প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রধানত চারটি ধাপ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: ফিড গ্যাসের প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ, প্রাকৃতিক গ্যাসের বাষ্পে রূপান্তর, কার্বন মনোক্সাইডে রূপান্তর এবং হাইড্রোজেন পরিশোধন।
প্রথম ধাপটি হলো কাঁচামালের প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ ধাপ। এখানে প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ বলতে প্রধানত অপরিশোধিত গ্যাসের সালফার অপসারণকে বোঝায়। প্রকৃত প্রক্রিয়াকরণ কার্যক্রমে, প্রাকৃতিক গ্যাসে থাকা জৈব সালফারকে অজৈব সালফারে রূপান্তরিত করে অপসারণ করার জন্য সাধারণত সালফার অপসারণকারী হিসেবে প্রাকৃতিক গ্যাস কোবাল্ট মলিবডেনাম হাইড্রোজিনেশন সিরিজের জিঙ্ক অক্সাইড ব্যবহার করা হয়। এখানে প্রক্রিয়াকৃত অপরিশোধিত প্রাকৃতিক গ্যাসের প্রবাহ বেশি থাকে, তাই উচ্চ চাপের প্রাকৃতিক গ্যাসের উৎস ব্যবহার করা যেতে পারে অথবা প্রাকৃতিক গ্যাস কম্প্রেসার নির্বাচনের সময় একটি বড় ব্যবধান বিবেচনা করা যেতে পারে।
দ্বিতীয় ধাপটি হলো প্রাকৃতিক গ্যাসের বাষ্পে রূপান্তর। রিফর্মারে নিকেল অনুঘটক ব্যবহার করে প্রাকৃতিক গ্যাসের অ্যালকেনকে এমন ফিড গ্যাসে রূপান্তরিত করা হয়, যার প্রধান উপাদান হলো কার্বন মনোক্সাইড ও হাইড্রোজেন।
এরপর, অনুঘটকের উপস্থিতিতে কার্বন মনোক্সাইড জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ও কার্বন ডাইঅক্সাইড উৎপন্ন করে এবং এর ফলে রূপান্তর গ্যাস পাওয়া যায়, যার প্রধান উপাদান হলো হাইড্রোজেন ও কার্বন ডাইঅক্সাইড। বিভিন্ন রূপান্তর তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে, কার্বন মনোক্সাইডের রূপান্তর প্রক্রিয়াকে দুই প্রকারে ভাগ করা যায়: মাঝারি তাপমাত্রার রূপান্তর এবং উচ্চ তাপমাত্রার রূপান্তর। উচ্চ তাপমাত্রার রূপান্তর তাপমাত্রা প্রায় ৩৬০℃ এবং মাঝারি তাপমাত্রার রূপান্তর প্রক্রিয়াটি প্রায় ৩২০℃। প্রযুক্তিগত ব্যবস্থার উন্নয়নের সাথে সাথে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে কার্বন মনোক্সাইডের উচ্চ-তাপমাত্রার রূপান্তর এবং নিম্ন-তাপমাত্রার রূপান্তরের দ্বি-পর্যায়ের প্রক্রিয়া ব্যবস্থা গ্রহণ করা হয়েছে, যা সম্পদের ব্যবহার আরও সাশ্রয় করতে পারে। তবে, রূপান্তর গ্যাসে কার্বন মনোক্সাইডের পরিমাণ বেশি না থাকলে, শুধুমাত্র মাঝারি তাপমাত্রার রূপান্তর পদ্ধতিই গ্রহণ করা যেতে পারে।
শেষ ধাপটি হলো হাইড্রোজেনকে বিশুদ্ধ করা। বর্তমানে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হাইড্রোজেন বিশুদ্ধকরণ সিস্টেম হলো পিএএস (PAS) সিস্টেম, যা পিএসএ (PSA) পিউরিফিকেশন অ্যান্ড সেপারেশন সিস্টেম নামেও পরিচিত। এই সিস্টেমে শক্তি খরচ কম, প্রক্রিয়া সহজ এবং উৎপাদিত হাইড্রোজেনের বিশুদ্ধতা অনেক বেশি। সর্বোচ্চ পর্যায়ে, হাইড্রোজেনের বিশুদ্ধতা ৯৯.৯৯% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ১১ নভেম্বর, ২০২১