औद्योगिक वीओसी उत्सर्जन नियंत्रण: प्रौद्योगिकियां, प्रक्रियाएं और पर्यावरणीय प्रभाव शमन

परिचय

वाष्पशील जैविक यौगिक (VOCs) एक प्रमुख पर्यावरणीय ध्यान का विषय बन गए हैं क्योंकि वैश्विक उद्योग अधिक स्वच्छ और टिकाऊ उत्पादन की ओर बढ़ रहे हैं। रसायन प्रसंस्करण, धातुकर्म, लेपन, मुद्रण और कई अन्य औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से पाए जाने वाले इन यौगिकों से वायु गुणवत्ता, मानव स्वास्थ्य और पारिस्थितिक स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण जोखिम उत्पन्न होते हैं। चूंकि दुनिया भर में पर्यावरणीय नियम कड़े हो रहे हैं, उद्योगों को उत्सर्जन को कम करने और अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए कुशल VOC नियंत्रण प्रणालियों को अपनाना चाहिए।

इस लेख में प्रमुख उद्योगों में VOCs के उत्पादन के तरीके की एक गहन अवलोकन प्रस्तुत की गई है और उनके उपचार के लिए सबसे प्रभावी तकनीकों का पता लगाया गया है। कोयला रसायन प्रसंस्करण से लेकर मुद्रण और पैकेजिंग तक, इन तंत्रों को समझना पर्यावरणीय रूप से ध्वनित और आर्थिक रूप से व्यवहार्य समाधान डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

VOCs क्या हैं?

वाष्पशील जैविक यौगिक कमरे के तापमान पर उच्च वाष्प दबाव वाले कार्बन-आधारित रसायनों का एक विस्तृत वर्ग है, जिसके कारण वे आसानी से वायु में वाष्पित हो जाते हैं। वीओसी में आमतौर पर उन पदार्थों को शामिल किया जाता है जिनका सामान्य दबाव पर क्वथनांक 50°C और 260°C के बीच होता है या फिर वे जिनका संतृप्त वाष्प दबाव 133.32 Pa के ऊपर होता है सामान्य परिस्थितियों में।

सामान्य वीओसी श्रेणियाँ

रासायनिक संरचना के आधार पर, वीओसी आठ प्रमुख समूहों में आते हैं:

• एल्केन

• सुगंधित हाइड्रोकार्बन

• एल्कीन

• हैलोजनीकृत हाइड्रोकार्बन

• एस्टर

• ऐल्डिहाइड

• केटोन्स

• अन्य कार्बनिक यौगिक

विशिष्ट वीओसी उदाहरण

• सुगंधित हाइड्रोकार्बन: बेंजीन, टॉल्यूइन, ज़ाइलीन, स्टाइरीन

• श्रृंखला हाइड्रोकार्बन: ब्यूटेन, गैसोलीन घटक

• हैलोजनीकृत हाइड्रोकार्बन: कार्बन टेट्राक्लोराइड, क्लोरोफॉर्म

• एल्कोहॉल और एल्डिहाइड: मेथनॉल, एसीटैल्डिहाइड, एसीटोन

• एस्टर: एथिल एसीटेट, ब्यूटिल एसीटेट

• अन्य: एसीटोनाइट्राइल, एक्राइलोनाइट्राइल, क्लोरोफ्लोरोकार्बन

ये यौगिक ईंधन दहन, रासायनिक अभिक्रियाओं, विलायक वाष्पीकरण और विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं। अपनी उच्च प्रतिक्रियाशीलता और विषैलेपन के कारण, वीओसी (VOCs) को व्यवस्थित रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

वीओसी उत्सर्जन के प्रमुख औद्योगिक स्रोत

1. कोयला रसायन उद्योग में वीओसी

कोयला रसायन क्षेत्र वीओसी उत्सर्जन में सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक योगदानकर्ताओं में से एक है। वीओसी मुख्य रूप से दो प्रक्रियाओं से उत्पन्न होते हैं:

• कोयला कोकिंग

• कोयला गैसीकरण से सिंथेटिक गैस

1.1 कोयला कोकिंग के दौरान VOC उत्सर्जन

कोकिंग में उच्च तापमान पर कोयले को गर्म करना शामिल है, जिससे जटिल कार्बनिक यौगिकों का वाष्पीकरण होता है। उत्सर्जन मुख्य रूप से दो चरणों में होता है:

A. कोयला चार्जिंग चरण

जब कच्चा कोयला उच्च तापमान वाले कोक ओवन में डाला जाता है, तो यह गर्म सतहों से टकराता है और निम्नलिखित मिश्रण छोड़ता है:

• बहुचक्रीय एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन

• टार वाष्प

• कार्बनिक गैस

ये प्रदूषक कार्यस्थलीय खतरों और पर्यावरणीय संदूषण में योगदान देते हैं।

B. कोकिंग उप-उत्पाद रिकवरी क्षेत्र

मुख्य क्षेत्रों में संघनन इकाई, विघटन इकाई, अमोनियम सल्फेट इकाई और कच्ची बेंजीन इकाई शामिल हैं। प्रत्येक अलग-अलग वीओसी प्रोफ़ाइल उत्पन्न करता है:

संघनन खंड

• उत्सर्जन: अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, नैफ्थलीन, मिश्रित वीओसी

• स्रोत: टार टैंक, अमोनिया जल टैंक, पाइपलाइन, जल सील

• विशेषताएँ: उच्च सांद्रता, बड़े उतार-चढ़ाव, नमी युक्त गैस

विघटन एवं अमोनियम सल्फेट खंड

• उत्सर्जन: गंधक युक्त गैसें, अमोनिया, थोड़ी मात्रा में वीओसी

• उच्च अमोनिया सांद्रता के साथ निरंतर उत्सर्जन

कच्ची बेंजीन खंड

• उत्सर्जन: बेंजीन, टॉल्यूईन, ज़ाइलीन

• गैस की मात्रा कम है लेकिन सांद्रता बहुत अधिक है

वास्तुकला उपचार क्षेत्र

• उत्सर्जन: बेंजीन, फ़िनोल, सल्फ़ाइड, नाइट्रोजन यौगिक

• यह समानीकरण टैंक, दुर्घटना टैंक, अवायवीय टैंक, अवशेष उपचार से आता है

इस संयोजन के कारण इसकी जटिल संरचना के कारण उपचार चुनौतीपूर्ण होता है।

1.2 कोयला गैसीकरण और प्राकृतिक गैस उत्पादन में VOCs

कोयला गैसीकरण संयंत्र निम्नलिखित के दौरान VOC युक्त पुच्छ गैस उत्पादित करते हैं:

• कम-तापमान मेथनॉल धुलाई

• गैस/तरल भंडारण टैंक (श्वसन हानि)

• अपशिष्ट जल प्रसंस्करण

• तेल भंडारण इकाइयाँ

A. निम्न-तापमान मेथनॉल वाश पूंछ गैस

इस स्ट्रीम में शामिल हैं:

• मेथेन

• एथिलीन, एथेन

• प्रोपेन, प्रोपिलीन

• मेथनॉल वाष्प

इसे पुनः उपयोग करना कठिन होता है और आमतौर पर RTO (पुनर्जनरेटिव थर्मल ऑक्सीडाइज़र) द्वारा पूर्ण दहन के लिए उपचारित किया जाता है।

RTO के बजाय RCO क्यों?

RCO उत्प्रेरक सल्फर विषाक्तता के प्रति संवेदनशील होते हैं और उनकी पुनर्जनन क्षमता सीमित होती है, जिससे कोयला रसायन अनुप्रयोगों के लिए RTO अधिक मजबूत बन जाता है।

बी. भंडारण टैंक की सांस लेने की हानि

तापमान और दबाव में परिवर्तन के दौरान गैस/तरल भंडारण टैंक सल्फर यौगिकों, अमोनिया और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) युक्त वाष्प छोड़ते हैं। इन गैसों को ऊष्मीय ऑक्सीकरण की आवश्यकता भी होती है।

सी. वेस्टवाटर उपचार वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs)

ये उत्सर्जन मुख्य रूप से निम्नलिखित कारणों से उत्पन्न होते हैं:

• प्रारंभिक उपचार (तेल अलगाव, समानीकरण, अम्लीकरण)

• एरेशन टैंक

• स्लज डीवॉटरिंग कक्ष

इनकी सांद्रता में भारी भिन्नता होती है, और नमी की मात्रा अधिक होती है।