پی ٹی ایف ای ایکسچینجرز کو بایوماس گیسیفائر سے گرم، سنکنار سنگس کو ٹھنڈا کرنے میں کیسے استعمال کیا جاتا ہے؟
ایک پیغام چھوڑیں۔
وہ کاربن-غیر جانبدار طاقت کا ایک ذریعہ ہیں، لکڑی کے چپس کا ایک بلبلا، مائع شدہ بستر، ایک گرم، آتش گیر "سنگاس" میں گیسیفائڈ ہوتا ہے۔ لیکن گیسیفائر سے نکلنے والا سنگس خام، گندا، کاسٹک، ہائیڈروجن، کاربن مونو آکسائیڈ، تیزابی ٹارس اور باریک راکھ کا چپکنے والا مجموعہ ہے۔ لیکن اس سے پہلے کہ توانائی سے بھرپور پیٹرول کو انجن میں جلایا جائے، اسے ٹھنڈا اور صاف کرنے کی ضرورت ہے۔ ہیٹ ایکسچینجر جو ابتدائی طور پر کچے سنگوں کو ٹھنڈا کرتا ہے اسے سنکنرن، کٹاؤ اور گندگی سے پرتشدد حملہ برداشت کرنا پڑتا ہے۔ سازوسامان کے صرف چند ٹکڑے، مثال کے طور پر ایک PTFE شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر، ایسی جہنمی فرنٹ لائن سروس کو کامیابی سے برداشت کرنے کے قابل ہیں۔
بایوماس گیسیفیکیشن کے دوران خام سنگاس کو ٹھنڈا کرنے کا چیلنج
بایوماس گیسیفیکیشن ٹھوس نامیاتی مادے (لکڑی کے چپس، زراعت کے فضلے، یا میونسپل کوڑے دان) کو ایک آتش گیر گیس کے مرکب میں تبدیل کرنے کا عمل ہے جسے سنگاس (سنتھیس گیس) کہتے ہیں۔ گیسیفائر زیادہ درجہ حرارت پر کام کرتا ہے، عام طور پر 700 ڈگری سے 1000 ڈگری تک۔ ری ایکٹر سے باہر نکلنے والی خام سنگاس توانائی سے بھرپور گیسوں (H₂, CO, CH₄) کے ساتھ ساتھ مختلف قسم کے خطرناک آلودگیوں پر مشتمل ہے:
تیزابی گاڑھا ہوا: اگر سینگاس کو اس کے اوس کے نقطہ سے نیچے ٹھنڈا کیا جاتا ہے تو، کیمیکل جیسے ایسٹک ایسڈ، فارمک ایسڈ اور ہائیڈروکلورک ایسڈ گاڑھا ہو جائیں گے۔ یہ تیزاب عام کاربن اسٹیل اور بہت سارے سٹینلیس اسٹیل کے لیے جارحانہ ہوتے ہیں۔
بھاری ٹارس: اعلی مالیکیولر وزن نامیاتی کیمیکلز (پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن) نیچے گاڑھا ہو کر ایک گاڑھا، چپچپا سیاہ ٹار- جیسا مادہ بناتا ہے جو ٹھنڈی سطحوں پر مضبوطی سے چپک جاتا ہے۔
ٹھیک راکھ اور ذرات: کٹاؤ چار اور معدنی راکھ کے ذرات کی وجہ سے ہوتا ہے جو جمع ہو سکتے ہیں۔
اس ایپلی کیشن میں ایک روایتی دھاتی شیل-اور-ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر ہفتوں یا دنوں میں خراب ہو جائے گا۔ تیزابی کنڈینسیٹ ٹیوب کی دیواروں کے اندرونی حصے کو ختم کردے گا۔ تارکول کے ذخائر بتدریج گیس کے چینلز کو بند کر دیں گے، جو دباؤ میں کمی کا باعث بنیں گے اور بالآخر بہاؤ کو روک دیں گے۔ ٹار سے فولڈ میٹل ایکسچینجر کو صاف کرنا مشکل ہے اور اس کے لیے عام طور پر سخت کیمیکلز یا مکینیکل سکریپنگ کی ضرورت ہوتی ہے جو ٹیوب کی سطحوں کو تباہ کر دیتی ہے۔
کس طرح ایک PTFE ایکسچینجر بایوماس گیسیفائرز کے لیے قابل بھروسہ Syngas کولنگ فراہم کرتا ہے
Polytetrafluoroethylene کی کیمیائی جڑت، نان-سطح کی خصوصیات اور معتدل درجہ حرارت پر تھرمل استحکام کا انوکھا مرکب PTFE ایکسچینجر بائیو ماس گیسیفائر سنگاس کولنگ ایپلی کیشن کو فائدہ پہنچاتا ہے۔ ایک عام سیٹ میں-گرم خام سنگاس PTFE شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کے ٹیوب سائیڈ سے گزرتا ہے۔ کولنگ میڈیا، عام طور پر پانی یا تھرمل تیل، PTFE ٹیوبوں کے شیل کی طرف بہتا ہے۔
سنکنرن کے خلاف مزاحمت: تیزابیت کے خلاف مزاحم
PTFE عملی طور پر تمام تیزابوں کے لیے کیمیاوی طور پر غیر فعال ہے، بشمول ایسیٹک، فارمک اور ہائیڈروکلورک ایسڈز جو خام سینگاس کنڈینسیٹ میں موجود ہیں۔ کسی غیر فعال آکسائیڈ کی تہہ کی ضرورت نہیں ہے اور نہ ہی کوئی گڑھا، شگاف یا تناؤ کے سنکنرن کی کریکنگ ہے۔ یہاں تک کہ ایسڈ ڈیو پوائنٹ کے نیچے سنگس ٹھنڈا ہونے کی صورت میں بھی، ٹیوب کی سطحوں پر مائع ایسڈ کوٹنگز بننے کے ساتھ، PTFE ٹیوبیں ایکسچینجر کی پوری سروس لائف کے لیے غیر نقصاندہ رہتی ہیں۔ یہ استثنیٰ مہنگے ہائی الائے مواد جیسے ہیسٹیلو یا انکونل کی ضرورت کو کم کر دیتا ہے۔
فاؤلنگ مزاحمت: نان-اسٹک سطح ٹار کو بننے سے روکتی ہے-
PTFE ٹیوبوں میں ہموار نچلی سطح کی توانائی کی دیواریں ہوتی ہیں جو موٹے چپکنے والے ٹاروں کے چپکنے کے خلاف مزاحمت کرتی ہیں جو دھات یا سیرامک ایکسچینجر کو تیزی سے بھر دیتی ہیں۔ ٹار کی بوندیں اور کنڈینسیٹس فلم پر چپکنے والی بیکڈ-بنانے کے بجائے کشش ثقل کے تحت اوپر اور نیچے بھاگنے کو ترجیح دیتے ہیں۔ یہ خود-صفائی کی کارروائی لازمی دیکھ بھال کے بند ہونے کے درمیان وقت کو بہت کم کر دیتی ہے۔
تھرمل کارکردگی
ایک اہم تکنیکی رکاوٹ نوٹ کی جانی چاہیے: PTFE گیلی ٹیوب کی دیوار کے لیے تقریباً 110 ڈگری (230 ڈگری F) کے زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ درجہ حرارت تک محدود ہے۔ لہذا، PTFE ایکسچینجر سے گزرنے والے خام سنگس کو اس کے گیسیفائر ایگزٹ ٹمپریچر (700–1,000 ڈگری) سے 110 ڈگری سے نیچے تک بجھانا یا پہلے سے ٹھنڈا کرنا چاہیے۔ یہ عام طور پر ایک علیحدہ اپ اسٹریم بجھانے کے نظام کے ساتھ مکمل کیا جاتا ہے، اکثر ایک براہ راست پانی کے اسپرے یا ریڈیئنٹ کولر، جو سنگاس کو بہت کم وقت میں تقریباً 100-105 ڈگری تک ٹھنڈا کر دیتا ہے۔ ڈاون اسٹریم اسکربنگ اور انجن فیڈنگ کے لیے مطلوبہ ہدف درجہ حرارت (عام طور پر 40-60 ڈگری) تک حتمی ٹھنڈک بعد میں PTFE ایکسچینجر میں کی جاتی ہے۔
زیادہ کارکردگی کے لیے ہیٹ ریکوری
سنگاس کولنگ کے عمل سے برآمد شدہ فضلہ کی حرارت ضائع نہیں ہوتی ہے۔ ایک اچھی طرح سے بنے ہوئے بایوماس گیسیفیکیشن پلانٹ میں گرم پانی یا تھرمل تیل جو PTFE ایکسچینجر سے گرمی کو دور کر رہا ہے گیسیفائر دہن ہوا کو پہلے سے گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ دہن والی ہوا کو پہلے سے گرم کرنے سے پودے کی کل تھرمل کارکردگی میں 10-20% اضافہ ہو سکتا ہے۔ یہ فوری طور پر اسی بجلی کی پیداوار کے لیے بایوماس ایندھن کی کھپت کو کم کرتا ہے۔ PTFE کولر ایک پائیدار، کیمیائی طور پر اندھا پھیپھڑا ہے جو گیسیفائر کی گرم، ناپاک اور تیزابیت والی سانسوں میں سانس لیتا ہے اور اپنی آگ کو صاف توانائی کے چکر تک پہنچاتا ہے۔
عمل کا نوٹ: مسلسل سپرے واش کے ذریعے ٹار فولنگ کو کنٹرول کریں۔
اگرچہ PTFE نان-اسٹک ہے، بھاری ٹار بالآخر بن سکتا ہے، خاص طور پر اگر سنگاس میں غیرمعمولی طور پر اعلی مالیکیولر ویٹ پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن کی مقدار زیادہ ہو۔ اس طرح، خام سینگاس کو ٹھنڈا کرنے کے لیے بنائے گئے صنعتی PTFE ایکسچینجرز کو عام طور پر ان کے ڈیزائن میں شامل اسپرے واش سسٹم کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے۔ اس سے پہلے کہ ٹار کنڈینسیٹ بن جائیں، انہیں پانی یا سالوینٹس کے مستقل اسپرے کا استعمال کرتے ہوئے ٹیوب کی سطحوں (یا گیس کے داخلی دھارے میں) سے آہستہ سے دھویا جاتا ہے۔
سپرے واش یا تو ہے:
کنڈینسیٹ ری سائیکل: صاف پانی یا ہلکے الکلائن محلول کو نیچے کی طرف سے اسکربنگ سے، کم دباؤ پر اسپرے کیا جاتا ہے۔
سالوینٹ انجیکشن: ایک بائیو-ماخوذ سالوینٹ (مثلاً بائیو ڈیزل یا سبزیوں کا تیل) جو PTFE کو نقصان پہنچائے بغیر بھاری ٹارس کو تحلیل کرتا ہے۔
سپرے واش کو احتیاط سے کنٹرول کیا جانا چاہیے۔ اگر بہاؤ بہت زیادہ ہے، تو یہ گیس کے دھارے کو بہا دے گا، اور اگر بہاؤ بہت کم ہے، تو یہ گندگی پیدا کرے گا۔ ٹیوب بنڈل کی مکمل کوریج کو یقینی بنانے کے لیے سپرے نوزلز کو پوزیشن میں رکھا گیا ہے۔ واش مائع، جس میں اب ٹار لگا ہوا ہے، ایکسچینجر سے نکل جاتا ہے اور اسے الگ کرنے والے یا ٹریٹمنٹ یونٹ میں بھیج دیا جاتا ہے۔ صفائی کا یہ فعال طریقہ پی ٹی ایف ای ایکسچینجر کو انسانی صفائی کے درمیان مہینوں یا سالوں تک چلنے دیتا ہے۔
PTFE Syngas Coolers کے مکینیکل ڈیزائن کے پہلو
ٹھنڈا کرنے والے بائیو ماس سینگاس کے لیے PTFE ہیٹ ایکسچینجر اور باقاعدہ PTFE وسرجن ہیٹر یا چھوٹے ہیٹ ایکسچینجر کے درمیان کچھ اہم فرق ہیں:
PTFE ٹیوبیں عام طور پر 1-2 ملی میٹر کی دیوار کی موٹائی کے ساتھ بنائی جاتی ہیں، جو انہیں مکینیکل طاقت اور راکھ کے ذرات کے ذریعے گھسنے کے خلاف مزاحمت فراہم کرتی ہے۔
ٹیوب سپورٹ کرتا ہے: ٹیوب بنڈل کو کمپن اور جھولنے سے روکنے کے لیے قریبی سپورٹ سپیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ PTFE میں دھات کے مقابلے میں لچک کا کم ماڈیول ہوتا ہے۔ سوراخ شدہ PTFE یا پولی پروپیلین سپورٹ پلیٹوں کو ملازم کیا جا سکتا ہے۔
شیل میٹریل: شیل سائیڈ (کولنگ واٹر سرکٹ) کاربن اسٹیل یا سٹین لیس سٹیل سے بنایا جا سکتا ہے کیونکہ یہ سنکنار سنگاس کے سامنے نہیں آتا ہے۔ PTFE لائنڈ ٹیوب یا ٹھوس PTFE ٹیوبیں (ٹیوب کی طرف اکیلے)۔
گیسکیٹنگ اور سیل: تمام فلینجڈ کنکشنز فلورو پولیمر گاسکیٹ (PTFE یا FEP) استعمال کرتے ہیں تاکہ سنگاس کے اخراج کو روکا جا سکے۔
خلاصہ اور نتیجہ: 'گندی' گیس کی ندیوں سے قابل تجدید توانائی کو غیر مقفل کرنا
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز بائیو ماس گیسیفیکیشن کی سہولت میں سخت سنگاس کولنگ ڈیوٹی کے لیے ایک پائیدار، سنکنرن پروف اور فاؤلنگ ریزسٹنٹ حل پیش کرتے ہیں، جو ایک زیادہ موثر اور قابل اعتماد قابل تجدید توانائی کی پیداوار فراہم کرتے ہیں۔ PTFE یونٹ بہت کم دیکھ بھال کے ساتھ مسلسل چلتا ہے، کیونکہ یہ تیزابی کنڈنسیٹس کے خلاف مزاحمت کرتا ہے جو دھاتوں کو گرا دیتا ہے اور ٹار کے چپکنے کو روکتا ہے جو دیگر ایکسچینجر قسموں کو جام کرتا ہے۔ بازیافت ہونے والی حرارت دہن ہوا کو پہلے سے گرم کرتی ہے اور پلانٹ کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے، اس لیے بایوماس کی اقتصادیات کو پاور پراجیکٹس تک بڑھاتا ہے۔
کچھ گندی، زیادہ تر کاسٹک گیس کی ندیوں میں سبز ترین توانائی ہوتی ہے۔ PTFE ایکسچینجر کا کیمیاوی طور پر لاتعلق دل اس عمل کو خاموشی سے بناتا ہے، سال بہ سال{1}}گیسیفائر کی گرم سانس کو بغیر شکایت کے ٹھنڈا کرتا ہے۔
