কিভাবে কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে মিথেন পাওয়া যায়। বায়োমাস থেকে মিথেন। প্রয়োজনীয় ভলিউম নির্ধারণ

সময়ের সাথে সাথে, সবুজ প্রযুক্তিগুলি আরও বেশি জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। এই সপ্তাহের শুরুতে, LanzaTech প্রায় 15 হাজার লিটার বিমান জ্বালানি উৎপাদনের ঘোষণা দিয়েছে। বিশ্ব প্রতিদিন অনেক বেশি জ্বালানী উত্পাদন করে, তবে এটি বিশেষ, এটি শিল্প চীনা কারখানাগুলির গ্যাসীয় নির্গমন থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল। রিচার্ড ব্র্যানসনের কোম্পানি ভার্জিন আটলান্টিকে জ্বালানি স্থানান্তরিত করা হয়েছিল এবং এই জ্বালানীতে ভরা বিমানটি ইতিমধ্যে সফল উড়ান দিয়েছে।

এই সপ্তাহে, সুইস কোম্পানি ক্লাইমওয়ার্কস, যা বায়ুমণ্ডলীয় কার্বন ডাই অক্সাইড পুনর্ব্যবহার করে, ইতালিতে একটি উদ্ভিদ তৈরির ঘোষণা দিয়েছে যা বায়ুমণ্ডল থেকে CO2 গ্রহণ করবে এবং হাইড্রোজেন তৈরি করবে। পরেরটি মিথেন উৎপাদন চক্রে ব্যবহার করা হবে।

প্ল্যান্টটি ইতিমধ্যে তৈরি করা হয়েছে, এটি জুলাই মাসে তৈরি করা হয়েছিল, এর লঞ্চ (এখন পর্যন্ত পরীক্ষা মোডে) গত সপ্তাহে হয়েছিল। এটা স্পষ্ট যে এই ধরনের একটি এন্টারপ্রাইজ সস্তা নয়, এবং একটি স্টার্টআপের জন্য এই ধরনের একটি প্রকল্প বাস্তবায়নের জন্য তহবিল খুঁজে পাওয়া সহজ হবে না। ইউরোপীয় ইউনিয়ন অর্থ খুঁজে পেয়েছে এবং প্রকল্পে অর্থায়ন করেছে।

এটি কোম্পানির তৃতীয় কার্বন ডাই অক্সাইড প্রক্রিয়াজাতকরণ উদ্ভিদ। প্রথম উদ্যোগটি খুব বেশি বড় ছিল না, বরং, এটি একটি ছোট ইনস্টলেশন তৈরি করার বিষয়ে ছিল যা বায়ুমণ্ডল থেকে CO2 ধারণ করে এবং গ্রীনহাউসে ছেড়ে দেয়, যেখানে কার্বন ডাই অক্সাইড ঘনত্ব বৃদ্ধির ফলে গাছপালা দ্রুত বিকাশ লাভ করে। দ্বিতীয় প্ল্যান্টটি আইসল্যান্ডে নির্মিত হয়েছিল, যেখানে এটি CO2কে বায়বীয় অবস্থা থেকে আবদ্ধ অবস্থায় রূপান্তরিত করে। গ্যাসটি আক্ষরিকভাবে আগ্নেয়গিরির সক্রিয় অঞ্চলগুলির লিথোস্ফিয়ারে "ইনজেকশন" করা হয় (সমস্ত আইসল্যান্ড, প্রকৃতপক্ষে, এমন একটি অঞ্চল), যেখানে এটি রাসায়নিকভাবে বেসাল্টের সাথে আবদ্ধ হয়।

কার্বন ডাই অক্সাইড ব্যবহারের জন্য দ্বিতীয় বিকল্পটি প্রযুক্তিগতভাবে বাস্তবায়ন করা বেশ কঠিন, তাই প্রকল্পটির বাস্তবায়ন কিছুটা সমস্যাযুক্ত ছিল। যাইহোক, কোম্পানির ব্যবস্থাপনা বলেছে যে ইনস্টলেশনগুলি ব্যর্থতা ছাড়াই অবিচ্ছিন্নভাবে কাজ করছে; "একটি বিরতি" মোটামুটি দীর্ঘ সময়ের মধ্যে লক্ষ্য করা যায়নি। এটি লক্ষণীয় যে দ্বিতীয় উদ্ভিদের নকশাটি মডুলার, এটি প্রসারিত করা যেতে পারে, এইভাবে উদ্ভিদের উত্পাদনশীলতা বৃদ্ধি পায়।

একটি শিল্প উদ্যোগের তৃতীয় বিকল্প হিসাবে, এটি চব্বিশ ঘন্টা কাজ করবে না, তবে দিনে মাত্র 8 ঘন্টা। এর লক্ষ্য হল "পাতলা বাতাস থেকে" জ্বালানী উৎপাদনের সম্ভাবনা প্রদর্শন করা। এটা স্পষ্ট যে যখন জ্বালানী জ্বলে, এটি কার্বন ডাই অক্সাইড সহ প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলি ছেড়ে দেবে। কিন্তু উদ্ভিদটি বারবার CO2 ক্যাপচার করবে, এইভাবে একটি "মানবসৃষ্ট কার্বন ডাই অক্সাইড চক্র" তৈরি করবে। যদি উৎপাদন বাড়ানো হয়, C02 এর ব্যবহার এবং বিমানের জন্য জ্বালানী উৎপাদনও আয়তনে বৃদ্ধি পাবে।

এখন পর্যন্ত, প্ল্যান্টের ইনস্টলেশনে তিনটি বায়ু সংগ্রাহক রয়েছে, যা প্রকল্পের নেতারা বলে যে উচ্চ শক্তি দক্ষ - আগের সংস্করণগুলির চেয়ে বেশি। প্রতি বছর, উদ্ভিদ, বর্তমান কাজের পরিমাণ সহ, প্রায় 150 টন কার্বন ডাই অক্সাইড সংগ্রহ করতে পারে। প্ল্যান্টের ইনস্টলেশনটি সৌর প্যানেল দ্বারা উত্পাদিত শক্তি ব্যবহার করে প্রতি ঘন্টায় প্রায় 240 ঘনমিটার হাইড্রোজেন উৎপাদনের অনুমতি দেয়।

কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে উত্পাদিত বিমান জ্বালানী

পরবর্তীতে, অনুঘটক ব্যবহার করে হাইড্রোজেন CO2 এর সাথে মিলিত হয় (এটি বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু থেকেও বিচ্ছিন্ন)। এই অপারেশনটি সম্পাদনকারী চুল্লিটি ফরাসি কোম্পানি অ্যাটমোস্ট্যাট দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। মিথেন পরিশোধন করা হয় এবং শিল্পের প্রয়োজনে ব্যবহৃত হয়। তারপর এটি চাপে তরলে রূপান্তরিত হয় এবং শিল্প উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়।

প্ল্যান্টটি ইতিমধ্যে চালু থাকলেও অর্থনৈতিকভাবে দক্ষ নয়। দুর্ভাগ্যক্রমে, লাভের পথটি দীর্ঘ। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, উত্পাদন প্রতি বছর প্রায় 150 টন কার্বন ডাই অক্সাইড "মুছে ফেলতে" পারে। এবং বায়ুমণ্ডলে এই পদার্থের নির্গমনের বার্ষিক আয়তন 30-40 গিগাটন এবং এই সংখ্যাটি প্রতিদিন বাড়ছে।

যাই হোক না কেন, উত্পাদন এখনও কাজ করছে, এবং বিনিয়োগকারীরা এই প্রযুক্তিতে স্পষ্টভাবে আগ্রহী - সংস্থাটি সম্প্রতি অন্য রাউন্ড বন্ধ করেছে, প্রায় $30.8 মিলিয়ন পেয়েছে।

ক্লাইমওয়ার্কস এমন একটি কোম্পানি যা অনুরূপ প্রকল্পে নিযুক্ত; এই ধরনের স্টার্টআপের সংখ্যা ধীরে ধীরে বাড়ছে, যা আশা দেয় যে অবশেষে কোম্পানিগুলি কার্বন ডাই অক্সাইড খরচের অনেক বড় পরিমাণে পৌঁছাবে।

টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের শিল্প বিজ্ঞান ইনস্টিটিউট, ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ অ্যাডভান্সড ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (এআইএসটি), হিটাচি জোসেন কর্পোরেশন, জেজিসি কর্পোরেশন এবং এক্স রিসার্চ ইনস্টিটিউট লিমিটেডের নেতারা 18 নভেম্বর, 2016 তারিখে একটি সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন একটি নতুন যৌথ গবেষণা গ্রুপ "সিসিআর (কার্বন ক্যাপচার এবং পুনঃব্যবহার) স্টাডি গ্রুপ"। এই গোষ্ঠীটি বৃহৎ মাপের প্রযুক্তি তৈরি করবে যা মিথেনের মতো তরল এবং বায়বীয় জ্বালানি তৈরি করতে পারে, বায়ুমণ্ডলীয় কার্বন ডাই অক্সাইড ব্যবহার করে এবং ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হাইড্রোজেন পরিষ্কার, পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে শক্তি ব্যবহার করে।

প্রথমত, এই দলটি পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে প্রাপ্ত শক্তি ব্যবহারের দক্ষতা বৃদ্ধি, বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড আলাদা করার প্রযুক্তির দক্ষতা এবং এর আরও ব্যবহার এবং হাইড্রোজেন তৈরির জন্য নতুন, আরও আধুনিক পদ্ধতি বিকাশের লক্ষ্যে গবেষণায় নিযুক্ত হবে। ইলেক্ট্রোলাইসিসের মাধ্যমে জল।

ভবিষ্যতের প্রযুক্তিগুলি আধুনিক প্রযুক্তিগত স্তরে বাস্তবায়িত মোটামুটি সুপরিচিত শারীরিক প্রক্রিয়া এবং রাসায়নিক রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে তৈরি হবে। যেকোন ধরনের জীবাশ্ম জ্বালানী পোড়ানোর মাধ্যমে বায়ুমন্ডলে নির্গত কার্বন ডাই অক্সাইড হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করবে। এই হাইড্রোজেন ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হবে, এবং এর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি একচেটিয়াভাবে পরিবেশ বান্ধব উত্স থেকে আসবে, প্রধানত সৌর এবং বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে।

এই প্রযুক্তিটি শুধুমাত্র তরল এবং জীবাশ্ম জ্বালানির একটি পরিষ্কার উত্স হিসাবে বিবেচিত হয় না। এই প্রযুক্তির আরেকটি কাজ হবে সৌর ও বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে প্রাপ্ত অতিরিক্ত শক্তির ন্যূনতম ব্যবহারের সময় জ্বালানি আকারে সংরক্ষণ করা।

সিসিআর গ্রুপ বিদ্যমান সব ধরনের নবায়নযোগ্য পরিচ্ছন্ন শক্তির উৎস নিয়ে কাজ করবে। এছাড়াও, হাইড্রোজেন উৎপাদন, কার্বন ডাই অক্সাইড আলাদা করে জ্বালানিতে রূপান্তরিত করার জন্য নতুন কার্যকর পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা ও উন্নয়ন করা হবে।

গবেষণা এবং বিকাশ করা সমস্ত প্রযুক্তির উপর কাজ দুটি দৃষ্টিকোণ থেকে করা হবে। প্রথম অবস্থানটি হবে ছোট আকারের, সম্ভবত খুব বেশি ক্ষমতার নয় এমন মোবাইল ইনস্টলেশন তৈরি করা, যা একটি নির্দিষ্ট ছোট গোষ্ঠীর (বিকেন্দ্রীকৃত মডেল) প্রয়োজনে মিথেন গ্যাস সরবরাহ করতে পারে। এবং দ্বিতীয় দিকটি হবে বৃহৎ আকারের উৎপাদন ব্যবস্থার উন্নয়ন যা পর্যাপ্ত উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন হবে এবং যা দেশের সামগ্রিক শক্তি নেটওয়ার্কে (কেন্দ্রীকৃত মডেল) অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে।

, বিস্ফোরক গ্যাস, গ্রিনহাউস প্রভাব

এই বিস্ফোরক গ্যাসকে প্রায়ই "সোয়াম্প গ্যাস" বলা হয়। সবাই এর নির্দিষ্ট গন্ধ জানে, কিন্তু আসলে এগুলি "গ্যাসের গন্ধ সহ" বিশেষ সংযোজন যা এটি সনাক্ত করার জন্য যোগ করা হয়। পুড়িয়ে ফেলা হলে, এটি কার্যত কোন ক্ষতিকারক পণ্য ছেড়ে দেয়। অন্যান্য জিনিসের মধ্যে, এই গ্যাসটি সুপরিচিত গ্রিনহাউস প্রভাব গঠনে বেশ সক্রিয়ভাবে জড়িত।

একটি গ্যাস সাধারণত জীবন্ত প্রাণীর সাথে যুক্ত। যখন মঙ্গল এবং টাইটানের বায়ুমণ্ডলে মিথেন আবিষ্কৃত হয়েছিল, বিজ্ঞানীরা আশা করতে শুরু করেছিলেন যে এই গ্রহগুলিতে প্রাণের অস্তিত্ব রয়েছে। লাল গ্রহে সামান্য মিথেন আছে, কিন্তু টাইটান আক্ষরিক অর্থে এটির সাথে "বন্যা"। এবং যদি টাইটানের জন্য না হয়, তবে মঙ্গলের জন্য, মিথেনের জৈবিক উত্সগুলি ভূতাত্ত্বিক উত্সের মতোই সম্ভাবনাময়। দৈত্যাকার গ্রহগুলিতে প্রচুর মিথেন রয়েছে - বৃহস্পতি, শনি, ইউরেনাস এবং নেপচুন, যেখানে এটি প্রোটোসোলার নীহারিকা থেকে পদার্থের রাসায়নিক প্রক্রিয়াজাতকরণের পণ্য হিসাবে উদ্ভূত হয়েছিল। পৃথিবীতে এটি বিরল: আমাদের গ্রহের বায়ুমণ্ডলে এর সামগ্রী মাত্র 1750 অংশ প্রতি বিলিয়ন আয়তনের (ppbv) দ্বারা।

মিথেনের উৎস ও উৎপাদন

মিথেন হল সবচেয়ে সহজ হাইড্রোকার্বন, একটি বর্ণহীন, গন্ধহীন গ্যাস। এর রাসায়নিক সূত্র হল CH 4। পানিতে সামান্য দ্রবণীয়, বাতাসের চেয়ে হালকা। দৈনন্দিন জীবনে এবং শিল্পে ব্যবহৃত হলে, একটি নির্দিষ্ট "গ্যাসের গন্ধ" সহ গন্ধগুলি সাধারণত মিথেনে যোগ করা হয়। প্রাকৃতিক (77-99%), সংশ্লিষ্ট পেট্রোলিয়াম (31-90%), খনি এবং জলা গ্যাসের প্রধান উপাদান (অতএব মিথেনের অন্যান্য নাম - সোয়াম্প বা খনি গ্যাস)।

90-95% মিথেন জৈবিক উত্সের। গরু এবং ছাগলের মতো তৃণভোজী অগুলেটগুলি তাদের পেটের ব্যাকটেরিয়া থেকে বার্ষিক মিথেন নির্গমনের পঞ্চমাংশ নির্গত করে। অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে উইপোকা, ধানের চাল, জলাভূমি, প্রাকৃতিক গ্যাস পরিস্রাবণ (গত জীবনের একটি পণ্য), এবং উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণ। পৃথিবীতে মিথেনের সামগ্রিক ভারসাম্যে আগ্নেয়গিরি 0.2% এরও কম অবদান রাখে, তবে এই গ্যাসের উৎস অতীত যুগের জীবও হতে পারে। শিল্প মিথেন নির্গমন নগণ্য। এভাবে পৃথিবীর মতো গ্রহে মিথেনের আবিষ্কার সেখানে প্রাণের উপস্থিতির ইঙ্গিত দেয়।

মিথেন তেল এবং পেট্রোলিয়াম পণ্যের তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় গঠিত হয় (আয়তন অনুসারে 10-57%), কোকিং এবং কয়লার হাইড্রোজেনেশন (24-34%)। প্রস্তুতির পরীক্ষাগার পদ্ধতি: ক্ষার সহ সোডিয়াম অ্যাসিটেটের সংমিশ্রণ, মিথাইল ম্যাগনেসিয়াম আয়োডাইড বা অ্যালুমিনিয়াম কার্বাইডের উপর জলের ক্রিয়া।

পরীক্ষাগারে, এটি সোডা চুন (সোডিয়াম এবং পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইডের মিশ্রণ) বা অ্যাসিটিক অ্যাসিডের সাথে অ্যানহাইড্রাস সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড গরম করে প্রস্তুত করা হয়। এই প্রতিক্রিয়ার জন্য জলের অনুপস্থিতি গুরুত্বপূর্ণ, তাই সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড ব্যবহার করা হয়, যেহেতু এটি কম হাইড্রোস্কোপিক।

মিথেনের বৈশিষ্ট্য

বিস্ফোরক দহন 500-700 গতিতে ছড়িয়ে পড়ে m/sec;বদ্ধ আয়তনে বিস্ফোরণের সময় গ্যাসের চাপ 1 Mn/m 2।একটি তাপ উত্সের সাথে যোগাযোগের পরে, মিথেন ইগনিশন কিছু বিলম্বের সাথে ঘটে। নিরাপত্তা বিস্ফোরক এবং বিস্ফোরণ-প্রমাণ বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম তৈরি এই সম্পত্তির উপর ভিত্তি করে। মিথেনের উপস্থিতির কারণে বিপজ্জনক সাইটগুলিতে (প্রধানত কয়লা খনি), তথাকথিত। গ্যাস মোড।

150-200 °C এবং 30-90 atm চাপে, মিথেন জারিত হয় ফর্মিক অ্যাসিড।

মিথেন অন্তর্ভুক্তি যৌগ গঠন করে - গ্যাস হাইড্রেট, যা প্রকৃতিতে বিস্তৃত।

মিথেনের প্রয়োগ

মিথেন হল সবচেয়ে তাপগতভাবে স্থিতিশীল স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন। হিসাবে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় গৃহস্থালী এবং শিল্প জ্বালানীএবং কিভাবে শিল্পের জন্য কাঁচামাল. এইভাবে, মিথেনের ক্লোরিনেশন মিথাইল ক্লোরাইড, মিথিলিন ক্লোরাইড, ক্লোরোফর্ম এবং কার্বন টেট্রাক্লোরাইড তৈরি করে।

মিথেনের অসম্পূর্ণ দহনের সাথে আমরা পাই ঝুল, অনুঘটক জারণ সময় - ফরমালডিহাইড, সালফারের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় - কার্বন ডিসালফাইড.

তাপ-অক্সিডেটিভ ক্র্যাকিংএবং ইলেক্ট্রোক্র্যাকিংমিথেন - উৎপাদনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ শিল্প পদ্ধতি অ্যাসিটিলিন.

মিথেন এবং অ্যামোনিয়ার মিশ্রণের অনুঘটক অক্সিডেশন শিল্প উৎপাদনের অন্তর্গত হাইড্রোসায়ানিক অ্যাসিড।মিথেন হিসেবে ব্যবহার করা হয় হাইড্রোজেন উৎসঅ্যামোনিয়া উৎপাদনের পাশাপাশি পানির গ্যাস (তথাকথিত সংশ্লেষণ গ্যাস) উৎপাদনের জন্য: CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2, হাইড্রোকার্বন, অ্যালকোহল, অ্যালডিহাইড ইত্যাদির শিল্প সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। মিথেনের গুরুত্বপূর্ণ ডেরিভেটিভ নাইট্রোমেথেন.

স্বয়ংচালিত জ্বালানী

গাড়ির মোটর জ্বালানি হিসেবে মিথেন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, প্রাকৃতিক মিথেনের ঘনত্ব গ্যাসোলিনের ঘনত্বের চেয়ে হাজার গুণ কম। অতএব, আপনি যদি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে মিথেন দিয়ে একটি গাড়ি পূরণ করেন, তবে পেট্রোলের মতো একই পরিমাণ জ্বালানীর জন্য আপনার 1000 গুণ বড় ট্যাঙ্কের প্রয়োজন হবে। জ্বালানী সহ একটি বিশাল ট্রেলার বহন না করার জন্য, গ্যাসের ঘনত্ব বাড়ানো প্রয়োজন। এটি মিথেনকে 20-25 MPa (200-250 বায়ুমণ্ডলে) সংকুচিত করে অর্জন করা যেতে পারে। এই রাজ্যে গ্যাস সঞ্চয় করতে, বিশেষ সিলিন্ডার ব্যবহার করা হয় যা গাড়িতে ইনস্টল করা হয়।

মিথেন এবং গ্রিনহাউস প্রভাব

মিথেন হল গ্রিন হাউস গ্যাস. যদি জলবায়ুর উপর কার্বন ডাই অক্সাইডের প্রভাবের মাত্রাকে প্রচলিতভাবে এক হিসাবে নেওয়া হয়, তাহলে মিথেনের গ্রিনহাউস কার্যকলাপ 23 ইউনিট হবে। গত দুই শতাব্দীতে বায়ুমণ্ডলে মিথেনের মাত্রা খুব দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে।

এখন আধুনিক বায়ুমণ্ডলে মিথেন CH 4 এর গড় পরিমাণ অনুমান করা হয়েছে 1.8 পিপিএম ( প্রতি লক্ষে, প্রতি লক্ষে). এবং, যদিও এটি তার কার্বন ডাই অক্সাইড (CO 2) সামগ্রীর থেকে 200 গুণ কম, প্রতি এক গ্যাসের অণুতে, মিথেনের গ্রিনহাউস প্রভাব - অর্থাৎ, সূর্য-উষ্ণ পৃথিবী দ্বারা নির্গত তাপ অপচয় এবং ধরে রাখার ক্ষেত্রে এর অবদান - CO2 থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। উপরন্তু, মিথেন পৃথিবীর বিকিরণ শুষে নেয় বর্ণালীর সেই "জানালা"তে যা অন্যান্য গ্রীনহাউস গ্যাসের কাছে স্বচ্ছ। গ্রীনহাউস গ্যাস - CO 2, জলীয় বাষ্প, মিথেন এবং অন্যান্য কিছু অমেধ্য ছাড়া, পৃথিবীর পৃষ্ঠের গড় তাপমাত্রা হবে মাত্র -23 °C, কিন্তু এখন এটি প্রায় +15°C।

পৃথিবীর ভূত্বকের ফাটল ধরে মিথেন সমুদ্রের তলদেশে বেরিয়ে আসে এবং খনির সময় এবং বন পুড়িয়ে দেওয়ার সময় যথেষ্ট পরিমাণে নির্গত হয়। সম্প্রতি, মিথেনের একটি নতুন, সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিত উত্স আবিষ্কৃত হয়েছে - উচ্চতর উদ্ভিদ, তবে গঠনের প্রক্রিয়া এবং উদ্ভিদের জন্য এই প্রক্রিয়াটির তাত্পর্য এখনও স্পষ্ট করা হয়নি।

পৃথিবীতে মিথেন

সান্তা বারবারা থেকে খুব দূরে, মিথেন, একটি সক্রিয় গ্রিনহাউস গ্যাস, সমুদ্রের তল থেকে বুদবুদের আকারে বড় পরিমাণে নির্গত হয়।

মিথেন খনির অপারেশনের সময় বিশেষত বিপজ্জনক

পেট্রলের বদলে মিথেন? সহজে

যখন মঙ্গলের বায়ুমণ্ডলে মিথেন আবিষ্কৃত হয়েছিল, বিজ্ঞানীরা গ্রহে প্রাণের চিহ্ন খুঁজে পাওয়ার আশা করেছিলেন।

কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে মিথেন তৈরি করা একটি প্রক্রিয়া যার জন্য পরীক্ষাগারের অবস্থার প্রয়োজন হয়। এইভাবে, 2009 সালে, ইউনিভার্সিটি অফ পেনসিলভেনিয়া (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র), টিও 2 (টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড) সমন্বিত এবং নাইট্রোজেন অমেধ্য ধারণকারী ন্যানোটিউব ব্যবহার করে জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে মিথেন তৈরি করা হয়েছিল। মিথেন পাওয়ার জন্য, গবেষকরা ধাতব পাত্রের ভিতরে জল (বাষ্প অবস্থায়) এবং কার্বন ডাই অক্সাইড রেখেছিলেন যা ভিতরে ন্যানোটিউব সহ একটি ঢাকনা দিয়ে বন্ধ ছিল।

মিথেন তৈরির প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: সূর্যের আলোর প্রভাবে, টিউবের ভিতরে বৈদ্যুতিক চার্জ বহনকারী কণাগুলি উপস্থিত হয়। এই ধরনের কণাগুলি জলের অণুগুলিকে হাইড্রোজেন আয়ন (H, যা পরে হাইড্রোজেন অণু H2 তে একত্রিত হয়) এবং হাইড্রোক্সিল র্যাডিকেল (-OH কণা) মধ্যে বিভক্ত করে। আরও, মিথেন তৈরির প্রক্রিয়ায়, কার্বন ডাই অক্সাইড কার্বন মনোক্সাইড (CO) এবং অক্সিজেন (O 2) এ বিভক্ত হয়েছিল। অবশেষে, কার্বন মনোক্সাইড হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে, ফলে পানি এবং মিথেন হয়।

বিপরীত প্রতিক্রিয়া - 700-1100 ° C তাপমাত্রা এবং 0.3-2.5 MPa চাপে মিথেনের বাষ্প বিকৃতির ফলে কার্বন ডাই অক্সাইডের উত্পাদন ঘটে।

আজ অবধি, কাঠ থেকে মিথেন উৎপাদনের জন্য চালু করা ইনস্টলেশনের বিশ্বে মাত্র কয়েকটি সম্পূর্ণ প্রকল্প রয়েছে। প্রথম ফলাফলগুলি আমাদের এই দিকে একটি গুরুতর অগ্রগতির আশা করতে দেয়।

"বায়োমাস থেকে মিথেন" নিবন্ধের সূত্রের জন্য দেখুন

মিথেন CH4 একটি বর্ণহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা বাতাসের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ হালকা। এটি উদ্ভিদ এবং প্রাণী জীবের দেহাবশেষের বায়ু অ্যাক্সেস ছাড়াই পচনের ফলে প্রকৃতিতে গঠিত হয়। এই কারণেই এটি উপস্থিত রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, জলাভূমি এবং কয়লা খনিতে। প্রাকৃতিক গ্যাসে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে মিথেন রয়েছে, যা এখন দৈনন্দিন জীবনে এবং শিল্পে জ্বালানি হিসেবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে শক্তি উৎপাদনের ক্ষেত্রে সবচেয়ে দ্রুত বর্ধনশীল প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হল অ্যানেরোবিক গাঁজন দ্বারা বায়োমিথেন উত্পাদন এবং পরবর্তী নেটওয়ার্কগুলিতে সরবরাহ করা যার মাধ্যমে প্রাকৃতিক গ্যাস গ্রাহকদের কাছে সরবরাহ করা হয়। এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে বায়োমিথেন উৎপাদনের উচ্চ খরচ হওয়া সত্ত্বেও (1 kWh প্রতি 8-10 ইউরো সেন্ট), এর উৎপাদনের জন্য ইনস্টলেশনের সংখ্যা ক্রমাগত বাড়ছে। 2009 সালে, 23টি ধ্রুপদী (সার-জ্বালানিযুক্ত) বায়োগ্যাস প্ল্যান্ট যা বিদ্যমান প্রাকৃতিক গ্যাস পাইপলাইনে গ্যাস সরবরাহ করে জার্মানিতে ইতিমধ্যেই চালু ছিল এবং আরও 36টি নির্মাণ বা পরিকল্পনাধীন রয়েছে৷ এই সূচকের বৃদ্ধির কারণ হল পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি আইন (Erneuerbare Energien Gesetz - EEG), 2004 সালে জার্মানিতে গৃহীত, 2009 সালে সংশোধিত এবং গ্যাস বিক্রেতাদের তাদের গ্রাহকদের পুনর্জন্মের উত্স থেকে প্রাপ্ত গ্যাস সরবরাহ করতে এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য সরকারী ভর্তুকি পাওয়ার অনুমতি দেয়। পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি উত্স (RES) থেকে।

কাঠ থেকে এসএনজি গ্যাস উৎপাদনকারী বিশ্বের প্রথম প্ল্যান্ট
অস্ট্রিয়ান শহর গুসিং। অগ্রভাগে একটি মিথেন উৎপাদন ইউনিট রয়েছে

বায়োমেথেন, শাস্ত্রীয় এবং এখন বহুল ব্যবহৃত স্কিম অনুসারে, উদ্ভিদের স্তর (উদাহরণস্বরূপ, ভুট্টা), শূকর কমপ্লেক্সের স্লারি, গবাদি পশুর সার, মুরগির সার ইত্যাদি থেকে পাওয়া যায়। জৈববস্তু থেকে এই ধরনের মিথেন এর অ্যানারোবিক পচন (গাঁজন) দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। ) অ্যানেরোবিক হজমের ক্ষেত্রে, জৈব পদার্থ (প্রাকৃতিক বর্জ্য) অক্সিজেনের অভাবে পচে যায়। এই প্রক্রিয়াটি ব্যাকটেরিয়া দুটি ভিন্ন গ্রুপ জড়িত তিনটি পর্যায়ে ঘটে। প্রথম পর্যায়ে, জটিল জৈব যৌগগুলি (ফ্যাটি অ্যাসিড, প্রোটিন, কার্বোহাইড্রেট) এনজাইমেটিক হাইড্রোলাইসিসের ফলে সরল যৌগে রূপান্তরিত হয়। দ্বিতীয় পর্যায়ে, সরল যৌগগুলি অ্যানেরোবিক (বা অ্যাসিড-গঠনকারী) ব্যাকটেরিয়াগুলির সংস্পর্শে আসে, যার ফলে প্রধানত উদ্বায়ী ফ্যাটি অ্যাসিড তৈরি হয়। তৃতীয় পর্যায়ে, জৈব অ্যাসিডগুলি কঠোরভাবে অ্যানেরোবিক (বা মিথেন-গঠনকারী) ব্যাকটেরিয়ার ক্রিয়া দ্বারা কার্বন ডাই অক্সাইড এবং মিথেনে রূপান্তরিত হয়। এই পর্যায়ের পরে, মিথেন-সমৃদ্ধ গ্যাস (বায়োগ্যাস) পাওয়া যায়, যার ক্যালোরিফিক মান 5340-6230 kcal/m 3।

কাঠের মতো কঠিন জৈববস্তু থেকে "এরসাটজগাস" সার এবং লিটার থেকে প্রাপ্ত বায়োগ্যাসের তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে: যারা এই ধরনের গ্যাস উৎপাদনে জড়িত তাদের নিষ্পত্তিতে করাতকল, লগিং এবং কাঠ প্রক্রিয়াকরণ থেকে বর্জ্যের চিত্তাকর্ষক পরিমাণ রয়েছে। এছাড়াও, ইউরোপীয় বাজারে, করাতকল এবং কাঠ প্রক্রিয়াকরণের বর্জ্যের দাম, বায়োগ্যাস তৈরিতে ব্যবহৃত কৃষি পণ্যের দামের বিপরীতে, অনেক কম ওঠানামা করে। আমাদের ভুলে যাওয়া উচিত নয় যে বায়োগ্যাস উৎপাদনের জন্য কৃষি পণ্যের (শস্য, ভুট্টা, রেপসিড, ইত্যাদি) ব্যবহার শেষ পর্যন্ত খাদ্যের বাজারে উচ্চ মূল্যের দিকে পরিচালিত করে। উপরন্তু, ধ্রুপদী বায়োগ্যাস প্লান্টে গাঁজন বিক্রিয়া থেকে বর্জ্য তাপের তাপমাত্রার তুলনায় রাসায়নিক বিক্রিয়া থেকে বর্জ্য তাপের তাপমাত্রা বেশি থাকে। এটি অনুসরণ করে যে কাঠের মিথেনেশন প্রক্রিয়ার সময় মুক্তি পাওয়া তাপ শক্তি আঞ্চলিক তাপ সরবরাহে আরও দক্ষতার সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটিও গুরুত্বপূর্ণ যে, ক্লাসিক বায়োগ্যাস প্ল্যান্টের বিপরীতে, কাঠ থেকে মিথেন উৎপাদনের জন্য প্ল্যান্ট পরিচালনা করার সময় কোনও অপ্রীতিকর গন্ধ নেই। উপরন্তু, এই ইনস্টলেশনগুলি ক্লাসিকগুলির তুলনায় অনেক কম জায়গা নেয় এবং শহুরে সমষ্টিগুলির মধ্যে অবস্থিত হতে পারে।

প্রযুক্তি

গাঁজন (অ্যানরোবিক গাঁজন) দ্বারা কৃষি স্তর থেকে বায়োমিথেনের ব্যাপক উৎপাদনের ফলাফল আজ বায়োমিথেন, যা প্রধানত মিথেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড নিয়ে গঠিত। তারপর বায়োমিথেনকে অবশ্যই CO 2 আলাদা করে প্রাকৃতিক গ্যাসের গুণমানের জন্য বিশেষ প্রস্তুতি ও পরিশোধন করতে হবে। গাঁজন চলাকালীন তাপের ক্ষতি পুরো প্রক্রিয়া চেইনের কার্যকারিতা সীমিত করে। দক্ষতা 50-60%।

কয়লা বা জৈববস্তু (কাঠ) এর মতো কার্বন-সমৃদ্ধ কঠিন জ্বালানী থেকে কৃত্রিম প্রাকৃতিক গ্যাস (বিকল্প প্রাকৃতিক গ্যাস - SNG) উৎপাদনে, প্রক্রিয়ার প্রথম পর্যায়ে তাপীয় গ্যাসীকরণের পর, তথাকথিত কৃত্রিম গ্যাস পাওয়া যায়, যা থেকে যা, সমস্ত ধরণের অমেধ্য থেকে পরিশোধনের পরে (প্রধানত কার্বন ডাই অক্সাইড এবং সালফার এবং ক্লোরিন যৌগ থেকে) মিথেন সংশ্লেষিত হয়। এই এক্সোথার্মিক প্রক্রিয়াটি 300 থেকে 450 °C তাপমাত্রায় এবং একটি উপযুক্ত অনুঘটকের উপস্থিতিতে 1−5 বারের চাপে ঘটে। এই ক্ষেত্রে, নিম্নলিখিত প্রতিক্রিয়া ঘটে:

সূত্র দেখুন

অ্যানেরোবিক গাঁজন এর বিপরীতে, তাপ জৈববস্তু গ্যাসীকরণ উচ্চতর দক্ষতা অর্জন করে কারণ SNG উত্পাদন থেকে বর্জ্য তাপ সর্বদা সাইটে ব্যবহার করা যেতে পারে।

নীতিগতভাবে, হাইড্রোজেন (H 2) এবং কার্বন মনোক্সাইড (CO) এর গ্যাসের মিশ্রণ থেকে সংশ্লেষিত গ্যাস থেকে মিথেন তৈরি করা একটি খুব পুরানো প্রযুক্তি। ফরাসি রসায়নবিদ পল সাবাতিয়ার মিথেন উৎপাদনের জন্য একটি পদ্ধতি আবিষ্কার করেছিলেন, তার নামকরণ করা হয়েছে: সাবাটিয়ার প্রতিক্রিয়া বা সাবাটিয়ার প্রক্রিয়া (ফরাসি: সাবাটিয়ার--রিঅ্যাকশন)। 1912 সালে তিনি এর জন্য রসায়নে নোবেল পুরস্কার পান। এই প্রক্রিয়াটি মিথেন উৎপন্ন করার জন্য একটি নিকেল অনুঘটকের উপস্থিতিতে উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে কার্বন ডাই অক্সাইডের সাথে হাইড্রোজেনের প্রতিক্রিয়া জড়িত। অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সহ রুথেনিয়াম আরও কার্যকর অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিত রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা বর্ণনা করা হয়:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O.

যেহেতু উভয় প্রতিক্রিয়াই অত্যন্ত এক্সোথার্মিক, তাই চুল্লিগুলিকে শীতল করার জন্য বা পুনঃপ্রবর্তনের জন্য বিশেষ ব্যবস্থা ছাড়াই 600 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত হলে অনুঘটকটি হ্রাস পাবে। উপরন্তু, উচ্চ তাপমাত্রায় H 2 এবং CO-এর থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য পরিবর্তিত হয়, যাতে পর্যাপ্ত উচ্চ মিথেন ফলন শুধুমাত্র 300 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে তাপমাত্রায় অর্জন করা যায়।

গ্যাসীকরণ প্রযুক্তি 1800-এর দশকে কৃত্রিম গ্যাস উত্পাদন করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, শহরগুলি আলোকিত করার জন্য প্রয়োজনীয়, এবং এটি গার্হস্থ্য এবং শিল্প উদ্দেশ্যে (ধাতুবিদ্যা, বাষ্প ইঞ্জিন ইত্যাদি) জন্য কুল্যান্ট হিসাবেও ব্যবহৃত হয়েছিল। কয়লা এবং উদ্ভিদ জৈববস্তু এবং এর প্রক্রিয়াজাত পণ্য (চারকোল) উভয়ই গ্যাসীকরণের শিকার হয়েছিল।

কৃত্রিম রাসায়নিক এবং জ্বালানী তৈরির জন্য কয়লা গ্যাসীকরণের মৌলিক প্রক্রিয়ার ব্যবহার 1920-এর দশকে মুলহেইম অ্যান ডার রুহর (জার্মানি) কয়লা গবেষণার জন্য কায়সার উইলহেম ইনস্টিটিউটে শুরু হয়েছিল। এই ইনস্টিটিউটে, ফ্রাঞ্জ ফিশার এবং হ্যান্স ট্রপস জার্মানিতে কয়লা থেকে তরল জ্বালানী উৎপাদনের জন্য সংশ্লেষণ গ্যাস (সিনগাস) তৈরির জন্য একটি পদ্ধতি আবিষ্কার করেন। ফিশার-ট্রপসচ প্রক্রিয়া, বা ফিশার-ট্রপস সংশ্লেষণ (এফটিএস), একটি অনুঘটক (লোহা, কোবাল্ট) এর উপস্থিতিতে ঘটে এমন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া, যাতে কার্বন মনোক্সাইড (CO) এবং হাইড্রোজেন (H 2) এর মিশ্রণ থাকে। হল, সংশ্লেষণ গ্যাস, বিভিন্ন তরল হাইড্রোকার্বনে রূপান্তরিত হয়। ফলস্বরূপ হাইড্রোকার্বনগুলি লক্ষ্য পণ্য প্রাপ্ত করার জন্য বিশুদ্ধ করা হয় - সিন্থেটিক তেল। কার্বন ডাই অক্সাইড এবং কার্বন মনোক্সাইড কয়লা এবং/অথবা কাঠের জ্বালানীর আংশিক অক্সিডেশনের সময় গঠিত হয়।

ফিশার-ট্রপসচ প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিত রাসায়নিক সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়েছে:

CO + 2H 2 → --CH 2 -- + H 2 O
2CO + H 2 → --CH 2 -- + CO 2।

কয়লা বা কঠিন কার্বন-যুক্ত বর্জ্য গ্যাসীকরণের পরে প্রাপ্ত সিঙ্গাস ফিশার-ট্রপসচ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আরও রূপান্তর ছাড়াই সরাসরি জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সুতরাং, গ্যাস থেকে তরল জ্বালানীতে রূপান্তর করা বেশ সহজ। জার্মানিতে দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়, সিন্থেটিক ডিজেল জ্বালানি (প্রতি বছর প্রায় 600 হাজার টন) উত্পাদন করতে আটটি উদ্ভিদে ফিশার-ট্রপস সংশ্লেষণ ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রকল্পটি সম্পূর্ণরূপে রাষ্ট্র দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল। জার্মানিতে দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সমাপ্তির পর, এই সমস্ত কারখানাগুলি বন্ধ করে দেওয়া হয়েছিল এবং আংশিকভাবে, প্রযুক্তি সহ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ক্ষতিপূরণ হিসাবে রপ্তানি করা হয়েছিল এবং সেখান থেকে সেগুলি সারা বিশ্বে বিতরণ করা হয়েছিল। একই সময়ে, দক্ষিণ আফ্রিকা প্রজাতন্ত্রে, কোম্পানি সাউথ আফ্রিকান সিনথেটিক অয়েল লি. (SASOL), জার্মান প্রযুক্তি ব্যবহার করে, কৃত্রিম জ্বালানী উৎপাদন শুরু করে এবং আজ অবধি দক্ষিণ আফ্রিকার চারটি এবং কাতারের একটি প্ল্যান্টে প্রতি বছর তরল হাইড্রোকার্বনের সমতুল্য 200,000 ব্যারেল তেল উৎপাদন করে৷ দক্ষিণ আফ্রিকা দীর্ঘকাল ধরে বিশ্বের একমাত্র দেশ যেখানে CFT প্রক্রিয়ার উন্নয়ন করা হয়েছিল। কিন্তু 1973 সালের সংকটের পর, অনেক দেশে (বিশেষ করে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং জার্মানি) বৈশ্বিক তেল ও জ্বালানি কোম্পানিগুলি কৃত্রিম তরল জ্বালানি এবং প্রাকৃতিক সংশ্লেষণ গ্যাস উৎপাদন উভয় ক্ষেত্রেই আগ্রহ দেখাতে শুরু করে।

প্রাকৃতিক সংশ্লেষণ গ্যাস উত্পাদনের জন্য বেশ কয়েকটি প্রকল্প তৈরি করা হয়েছে, তবে তাদের মধ্যে শুধুমাত্র একটি শিল্প স্কেলে সফলভাবে বাস্তবায়িত হয়েছে। 1984 সালে, গ্রেট প্লেইনস সিনফুয়েলস প্ল্যান্ট (ডাকোটাগাস কোম্পানি) মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে লিগনাইট মিথেনেশন প্ল্যান্ট চালু করে, যা আজ পর্যন্ত প্রাকৃতিক গ্যাস নেটওয়ার্কে কৃত্রিম প্রাকৃতিক গ্যাস সরবরাহ করে। প্ল্যান্টের দৈনিক ক্ষমতা 3.9 মিলিয়ন m3 SNG।

সোভিয়েত ইউনিয়নের অভিজ্ঞতার কথা স্মরণ করাও উপযুক্ত, যেখানে 1920-এর দশকের শেষ থেকে 1950-এর দশক পর্যন্ত গ্যাস উত্পাদনকারী প্ল্যান্টগুলি বায়বীয় মোটর জ্বালানি তৈরি করতে কাঠ (ফায়ার কাঠ এবং কাঠকয়লা) এবং পিট ব্যবহার করে পরিচালিত হয়েছিল। 1929 সালে, পিট-এ পরিচালিত প্রথম বড় গ্যাস উৎপাদন কেন্দ্রটি ইউএসএসআর-এ নির্মিত হয়েছিল এবং পরবর্তী বছরগুলিতে বৃহত্তর উদ্যোগে আরও কয়েকটি অনুরূপ স্টেশন নির্মিত হয়েছিল। কাঠ গ্যাস উত্পাদন প্রধানত পরিবহন জ্বালানী জন্য ব্যবহৃত হয়. পশ্চিম সাইবেরিয়ার বিকাশ শুরু হওয়ার পরে এবং নীল জ্বালানীর বিশ্বের বৃহত্তম আমানত আবিষ্কারের পরে, ইউএসএসআর-এ গ্যাস উত্পাদন দুর্ভাগ্যবশত, অযাচিতভাবে ভুলে গিয়েছিল।

কাঠ থেকে মিথেন উৎপাদন

গ্যাসীকরণে, রাসায়নিক সূত্র CH n O m সহ বায়োমাস প্রথমে হাইড্রোজেন এবং কার্বন মনোক্সাইড সমন্বিত সংশ্লেষণ গ্যাসে রূপান্তরিত হয়। সমষ্টি সূত্রের সাথে জৈববস্তু মিথেনেশন বিক্রিয়ার জন্য stoichiometric সাধারণ সমীকরণ থেকে

CH 1.23 O 0.38 + 0.5025 H 2 O → 0.55875 CH 4 +0.44125 C 2 O

এটি অনুসরণ করে যে মিথেন চুল্লিতে জল বা জলীয় বাষ্প সরবরাহ করতে হবে, এবং কার্বন ডাই অক্সাইড অবশ্যই তা থেকে সরাতে হবে। এখানে বেশ কয়েকটি বিকল্প রয়েছে: হয় CO 2, শিল্প সংশ্লেষণের মতো, সরাসরি মিথেন চুল্লি থেকে সংশ্লেষণ গ্যাস থেকে সরানো হয়, অথবা বায়োগ্যাস (গাঁজন) তৈরির মতো মিথেনেশন প্রক্রিয়ার পরে, ইতিমধ্যেই অপরিশোধিত কৃত্রিম প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে। . অন্যদের তুলনায় প্রথম পদ্ধতির সুবিধা হল যে ইতিমধ্যে বিশুদ্ধ গ্যাস মিথেনেশন চক্রে প্রবেশ করে। দ্বিতীয় পদ্ধতির সুবিধা হল যে মিথেন চুল্লি অতিরিক্ত জলীয় বাষ্প দিয়ে কাজ করতে পারে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে কার্বন গঠনকে হ্রাস করে।

পল শেরার ইনস্টিটিউটে (সুইজারল্যান্ড) এই অঞ্চলগুলিতে কাজ করা হচ্ছে, যা বিশেষত, ইইউ বায়োএসএনজি-এর কাঠামোর মধ্যে নতুন প্রযুক্তি (অনুঘটকভাবে সক্রিয় ঘূর্ণি স্তরগুলিতে) ব্যবহার করে বায়োমাস থেকে মিথেন তৈরির জন্য প্রোগ্রাম রচনায় অংশ নিয়েছিল। প্রকল্প এই প্রযুক্তিটি অস্ট্রিয়ার গাসিং শহরের তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রে প্রয়োগ করা হয়েছিল। মিথেন সংশ্লেষণ প্ল্যান্ট, যা 2009 সালে চালু করা হয়েছিল, এর শক্তি 1 মেগাওয়াট এবং কাঠের চিপগুলিতে চলে। সুইডেনের গোথেনবার্গে কাঠ থেকে মিথেন উৎপাদনের জন্য একটি 30 মেগাওয়াট প্রকল্প বর্তমানে আলোচনা করা হচ্ছে। জার্মানি (স্টুটগার্ট, জেডএসডব্লিউ), নেদারল্যান্ডস (এনার্জি রিসার্চ সেন্টার, ইসিএন) এবং গ্রাজে (অস্ট্রিয়া) টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটির ইনস্টিটিউট অফ থার্মাল ইঞ্জিনিয়ারিং-এ প্যাফেনহোফেন অ্যান ডের ইলমে কোম্পানির সহযোগিতায় অনুরূপ কাজ করা হচ্ছে। (জার্মানি)।

বায়োমাস থেকে মিথেন সংশ্লেষণের দক্ষতা

প্রক্রিয়ার প্রতিটি পর্যায়ে মিথেন উত্পাদন করার সময়, যে কোনো সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার মতো, ক্ষতি অনিবার্য। যখন এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়া ঘটে, তখন তাপ অপসারণ করা হয়, যার শক্তি উপাদানটি সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া চলাকালীন রাসায়নিকভাবে আবদ্ধ শক্তির চেয়ে বেশি সমাপ্ত সংশ্লেষণ পণ্যে থাকতে পারে না। মিথেনেশনের জন্য, এর মানে হল যে ব্যবহৃত জৈববস্তু থেকে আনুমানিক 60% শক্তি সমাপ্ত পণ্য - SNG-তে ধরে রাখা হয়।

কিন্তু যেহেতু প্রত্যাখ্যান করা তাপের উচ্চ তাপমাত্রা 200 থেকে 400 °C, এটি সাইটে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই কারণে, ছোট মিথেন সংশ্লেষণের গাছগুলি বিশেষভাবে লাভজনক হয়ে ওঠে, যেহেতু বর্জ্য তাপ ব্যবহার করার সমস্যাটি 100% সমাধান করা সম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, ব্যক্তিগত পরিবার, খামার, শুকানোর কমপ্লেক্সে ব্যবহার ইত্যাদি গরম করার জন্য এটি ব্যবহার করা সম্ভব নয়। শুধুমাত্র গ্যাসীকরণ এবং মিথেনেশন থেকে তাপ নষ্ট করে, কিন্তু অপরিশোধিত সিঙ্গাসে জলীয় বাষ্পের ঘনীভবনের তাপও, যার মধ্যে 50% পর্যন্ত জলীয় বাষ্প থাকে। গ্যাস নেটওয়ার্ক এবং গ্যাস স্টোরেজ সুবিধাগুলিতে তাপের সম্পূর্ণ ব্যবহার এবং ফলে এসএনজি বিক্রির সাথে সামগ্রিক দক্ষতা 95% এর কাছাকাছি। এই ধরনের প্রকল্পগুলির জন্য পরিশোধের সময়কাল মাত্র কয়েক বছর।

প্রাকৃতিক গ্যাস সবসময় কঠিন জৈব জ্বালানীর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ দক্ষতার সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে এই কারণে, কঠিন জৈব জ্বালানী সরাসরি পোড়ানোর চেয়ে কাঠ থেকে প্রাপ্ত মিথেন ব্যবহার করা বেশি যুক্তিযুক্ত। কারণ: গ্যাস বা স্টিম টারবাইন পাওয়ার প্ল্যান্টে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করার সময়, 60% পর্যন্ত বিদ্যুৎ পাওয়া যায়, এবং যখন জৈববস্তু থেকে কঠিন জ্বালানী পোড়ানো হয়, তখন 30% এর বেশি বিদ্যুতের আউটপুট সহ প্রকল্পগুলি বাস্তবায়ন করা খুব কঠিন। . এছাড়াও, 1 মেগাওয়াট/ঘণ্টা পর্যন্ত বিকেন্দ্রীকৃত বিদ্যুৎ উৎপাদনের সাথে, সংশ্লেষণ গ্যাস ব্যবহার করে সহ-উত্পাদন গ্যাস পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি জৈব চক্রীয় প্রক্রিয়া (ORC-প্রক্রিয়া) ব্যবহার করে এবং কঠিন জৈব জ্বালানী পোড়ানোর তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের চেয়ে বেশি কার্যকর।

এই ধরনের তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির অপারেশন উচ্চ আণবিক ওজন (তাপীয় তেল, জৈব বাষ্পীভূত পদার্থ) সহ একটি কার্যকরী তরলের থার্মোডাইনামিক সঞ্চালন প্রক্রিয়া (ORC - জৈব র‌্যাঙ্কিন চক্র) চক্রের একটি ক্রম উপর ভিত্তি করে। সঞ্চালন পাম্প কার্যকরী তরলকে উচ্চ-তাপমাত্রার জৈব কুল্যান্ট হিট এক্সচেঞ্জারে পাম্প করে, যেখানে এটি বাষ্পীভূত হয়। তরল বাষ্প টারবাইনকে চালিত করে, তারপরে এটি পরবর্তী হিট এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে, যেখানে এটি জল বা বায়ু দ্বারা ঠান্ডা হয় এবং ঘনীভূত হয়। কনডেনসেট সঞ্চালন পাম্প সংগ্রাহকের মধ্যে প্রবেশ করে এবং থার্মোডাইনামিক চক্র (ORC) পুনরাবৃত্তি করে। কুল্যান্ট বা কুল্যান্ট উভয়ই টারবাইন বা কার্যকরী তরলের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে না। ORC প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি উচ্চ শক্তি, নির্ভরযোগ্য অপারেশন এবং খরচ-কার্যকারিতা অর্জন করে।

এমনকি বায়োমিথেন ব্যবহার করার সময় তাপ শক্তির উৎপাদনও প্রচলিত তাপ উৎপাদন পদ্ধতির সাথে প্রতিযোগিতামূলক। যদি কাঠের মিথেনেশন প্রক্রিয়া থেকে বর্জ্য তাপ সাইটে ব্যবহার করা হয় (বিকেন্দ্রীকৃত) এবং উত্পাদিত গ্যাস একটি প্রাকৃতিক গ্যাস স্টোরেজ সুবিধায় প্রবেশ করে, তাহলে সামগ্রিক ব্যবহারের হার 93% পাওয়া যায়, যা অর্জিত হয় না, উদাহরণস্বরূপ, তাপ বিদ্যুৎ কেন্দ্র ব্যবহার করে কাঠের চিপস বা পেলেট (স্টেশনের দক্ষতা নিজেই কম এবং অতিরিক্ত গরম করার নেটওয়ার্কগুলিতে ক্ষতি রয়েছে)।

প্রস্তুত সংশ্লেষণ গ্যাসের সাথে, যা প্রাকৃতিক মানের, বড় গ্যাস-চালিত তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি প্রাকৃতিক গ্যাসের সাথে সহ-দহনের জন্য "অপরিশোধিত" সংশ্লেষণ গ্যাস ব্যবহার করতে পারে, যা উত্পাদিত শক্তির খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করবে।

বায়োমাস গ্যাস নাকি জীবাশ্ম প্রাকৃতিক গ্যাস?

সিন্থেটিক ন্যাচারাল গ্যাস (SNG) হল একটি বিশুদ্ধ সিন্থেটিক গ্যাস যার বৈশিষ্ট্য প্রাকৃতিক গ্যাসের অনুরূপ।

Agnion কোম্পানির হিসাব অনুযায়ী, 1 মেগাওয়াট পর্যন্ত গাছের কাঠের চিপ থেকে SNG উৎপাদনের খরচ 8-10 ইউরো সেন্ট/kWh।

জীবাশ্ম প্রাকৃতিক গ্যাস আহরণ ও পরিবহনের খরচের সাথে বায়োমিথেন উৎপাদনের খরচ তুলনীয়। যাইহোক, এই ধরনের উত্পাদন বর্তমানে অপ্রতিদ্বন্দ্বী। সবকিছু নির্ভর করবে বিশ্ব তেলের দামের ওপর। যদি অপরিশোধিত তেলের দাম হয়, উদাহরণস্বরূপ, ব্যারেল প্রতি $100, তাহলে জার্মানিতে শিল্প গ্রাহকদের জন্য প্রাকৃতিক গ্যাসের দাম 5-6 ইউরো সেন্ট/কিলোওয়াট ঘণ্টা। ব্যক্তিগত পরিবারের জন্য দাম বেশি হবে - 8-10 ইউরো সেন্ট/kWh. প্রতি ব্যারেল প্রতি $200 এর বেশি তেলের দাম বারবার ভবিষ্যদ্বাণী করা হলে, প্রাকৃতিক গ্যাস এমনকি শিল্প গ্রাহকদেরও ধারাবাহিকভাবে 10 ইউরো সেন্ট/কিলোওয়াট ঘণ্টার বেশি খরচ হবে। এই শর্তের অধীনে, RES আইনের অধীনে ভর্তুকি ছাড়াই বায়োমাস থেকে SNG উৎপাদন অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক হতে পারে। এবং ইউক্রেনে, বর্তমান দামে, সংশ্লেষণ গ্যাস প্রাকৃতিক গ্যাসের চেয়ে দুইগুণ সস্তা। তারা করাত, খড়, পিট এবং কয়লার মিশ্রণকে গ্যাসীকরণ করে সংশ্লেষণ গ্যাস উৎপাদনের জন্য তাদের নিজস্ব প্রকল্প তৈরি করছে। এর গঠন: 25-30% মিথেন, 30-35% কার্বন মনোক্সাইড এবং অবশিষ্ট 6% নাইট্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড।

বর্তমানে, বিশ্বের শক্তির প্রয়োজন প্রায় 11-12 বিলিয়ন টন জ্বালানী সমতুল্য (CE) এবং 58-60% তেল এবং গ্যাস দ্বারা পূরণ করা হয়। বার্ষিক পুনর্নবীকরণযোগ্য উদ্ভিদ বায়োমাসের শক্তি সংস্থান উত্পাদিত তেলের আয়তনের চেয়ে 25 গুণ বেশি। বর্তমানে, পোড়া উদ্ভিদ বায়োমাস আনুমানিক 10% ক্ষয়প্রাপ্ত শক্তি সম্পদ (প্রায় 1 বিলিয়ন টন জ্বালানী সমতুল্য) তৈরি করে, ভবিষ্যতে বায়োমাসের ব্যবহারের একটি উল্লেখযোগ্য সম্প্রসারণ এর প্রক্রিয়াজাতকরণের পণ্যগুলির আকারে প্রত্যাশিত (তরল, কঠিন জ্বালানী) , ইত্যাদি) এবং, প্রথমত, বর্জ্য যা জমে এবং পচে যায়, পরিবেশকে দূষিত করে।

তেল এবং প্রাকৃতিক গ্যাসের চাহিদা বৃদ্ধি পাবে এবং একই সময়ে, উদ্ভিদ বায়োমাসের শক্তি ব্যবহারের পদ্ধতিগুলি (এর সরাসরি দহন ছাড়াও) উন্নত করা হবে। নিশ্চিতভাবেই, জৈব শক্তির জন্য এই বিস্ময়কর ভবিষ্যতে, উপরে বর্ণিত প্রযুক্তিগুলি সম্পূর্ণ ভিন্ন, শিল্প স্তরে চাহিদা হবে। যাই হোক, আমি তাই বিশ্বাস করতে চাই।

সের্গেই পেরেডারি,
EKO Holz-und Pellethandel GmbH,
ডুসেলডর্ফ, জার্মানি