वाष्प पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकी 2 पर अनुसंधान की समीक्षा

वर्तमान में, संघनन विधि को अभी भी अपने विकास के दौरान कुछ तकनीकी चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है, जिसमें तरल नाइट्रोजन शीतलन की तुलना में ऊर्जा की खपत 10% से अधिक बढ़ गई है।

एक ओर, संघनन विधि की उपकरण लागत और परिचालन व्यय अपेक्षाकृत अधिक है, खासकर जब पुनर्प्राप्ति दरों में सुधार के लिए कम संघनन तापमान का लक्ष्य रखा जाता है, जो ऊर्जा की खपत को काफी बढ़ाता है और इसके बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग को सीमित करता है। यांत्रिक संघनन विधियों में शीतलन तापमान अधिक होता है, जिससे बढ़ते कठोर उत्सर्जन मानकों को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। जबकि तरल नाइट्रोजन संघनन विधियाँ कम शीतलन तापमान प्रदान करती हैं, तरल नाइट्रोजन महंगा है, और इसका भंडारण और परिवहन कुछ सुरक्षा जोखिम पैदा करता है। दूसरी ओर, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, तेल और गैस के लिए अलग-अलग परिचालन स्थितियों के लिए संघनन उपकरण की अनुकूलनशीलता में सुधार की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, तेल और गैस संरचना और प्रवाह दरों में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव पुनर्प्राप्ति दक्षता की स्थिरता को प्रभावित कर सकते हैं। भविष्य में, संघनन विधियां उपकरण की लागत और परिचालन ऊर्जा खपत को कम करने के लिए नए प्रशीतन चक्रों और उच्च दक्षता वाली हीट एक्सचेंजर प्रौद्योगिकियों में अनुसंधान के माध्यम से कुशल और ऊर्जा बचाने वाले संघनन उपकरण और प्रक्रियाओं को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करेंगी। तकनीकी एकीकरण के क्षेत्र में, सहक्रियात्मक प्रभाव प्राप्त करने और समग्र पुनर्प्राप्ति दक्षता को बढ़ाने के लिए अन्य तेल और गैस पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकियों के साथ संक्षेपण विधियों को अधिक उचित रूप से एकीकृत करने के तरीके पर आगे शोध किया जाना चाहिए।

अधिशोषण विधि मिश्रण में विभिन्न घटकों को अलग करने के लिए अधिशोषकों की अधिशोषण क्षमता का उपयोग करती है। इस प्रक्रिया में, एक या अधिक घटकों को अधिशोषक की सतह द्वारा पकड़ लिया जाता है, और अधिशोषक द्वारा तेल और गैस अणुओं के सोखने के माध्यम से पृथक्करण प्राप्त किया जाता है। सोखना विधि में सरल प्रक्रिया और कम ऊर्जा खपत के फायदे हैं [33]। इसके अतिरिक्त, यह विधि कार्बनिक सॉल्वैंट्स को प्रभावी ढंग से पुनर्प्राप्त कर सकती है और अधिशोषक को रीसायकल कर सकती है, जो पर्यावरण संरक्षण और संसाधन संरक्षण में महत्वपूर्ण लाभ प्रदर्शित करती है। सोखना कम सांद्रता वाले तेल और गैस के उपचार के लिए प्रभावी है, जो इसे तेल और गैस प्रसंस्करण के डाउनस्ट्रीम में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है, जहां इसे एक व्यापक उपचार प्रणाली बनाने के लिए अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

अधिशोषण दक्षता में उल्लेखनीय सुधार के लिए अधिशोषक की विशेषताओं पर गहन शोध महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले अधिशोषक में सक्रिय कार्बन, सिलिका जेल, सक्रिय एल्यूमिना, आणविक छलनी, कार्बन विश्लेषण छलनी और सक्रिय कार्बन फाइबर शामिल हैं, प्रत्येक की अपनी अनूठी विशेषताएं हैं। इसके अतिरिक्त, अधिक प्राप्त करने के लिए कुछ उभरती हुई अवशोषक सामग्रियों पर अनुसंधान और विकास किया गया है

कुशल और पर्यावरण के अनुकूल सोखना प्रौद्योगिकियाँ। हुआंग वेइकिउ एट अल। सक्रिय कार्बन, सक्रिय कार्बन फाइबर, हाइड्रोफोबिक जिओलाइट/मेसोपोरस आणविक छलनी और हाइड्रोफोबिक सिलिका जेल सहित कई सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले तेल और गैस अधिशोषक के सोखने के प्रदर्शन और संशोधन तकनीकों की समीक्षा की। उन्होंने सुझाव दिया कि भविष्य के अनुसंधान को नए अधिशोषक, मिश्रित अधिशोषक और अधिशोषक संरचना डिजाइन के विकास पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। जू वेई एट अल. VOCs उपचार में सक्रिय कार्बन सोखना प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग पर व्यवस्थित रूप से चर्चा की गई, जिसमें दबाव स्विंग सोखना, उच्च तापमान सोखना, तापमान दबाव स्विंग सोखना और विद्युत सोखना विधियां शामिल हैं। अधिशोषकों का सतही रासायनिक संशोधन उनकी सोखने की क्षमता और वीओसी के प्रति चयनात्मकता को बदल सकता है। अधिशोषक के आणविक आकार और सक्रिय कार्बन के छिद्र आकार वितरण के बीच मेल सोखना दक्षता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। सोखना संचालन के दौरान प्रक्रिया पैरामीटर (तापमान, गैस सांद्रता और प्रवाह दर), पर्यावरणीय स्थितियाँ (आर्द्रता, दबाव), और मिश्रित गैस की संरचना सभी सोखना प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। ज़ू मेंगटिंग और अन्य। निकास गैसों में वीओसी के सोखने पर विभिन्न आणविक छलनी विन्यासों के प्रभाव का वर्णन किया गया। क्यूबिक - कॉन्फ़िगर की गई आणविक चलनी वीओसी के लिए सबसे अच्छा सोखना प्रदर्शन प्रदर्शित करती है, उसके बाद हेक्सागोनल - कॉन्फ़िगर की जाती है, जबकि ऑर्थोरोम्बिक या मोनोक्लिनिक {{15} कॉन्फ़िगर की गई छलनी आम तौर पर औसत सोखना प्रदर्शन दिखाती है। माइक्रोपोरस आणविक चलनी छोटे अणु वीओसी के लिए उपयुक्त हैं, जबकि मेसोपोरस आणविक चलनी बड़े अणु वीओसी के लिए उपयुक्त हैं। फेंग योंगचाओ का मानना ​​है कि एमएफआई प्रकार की आणविक चलनी की अद्वितीय छिद्र संरचना और समायोज्य सिलिका {{20} एल्यूमिना अनुपात उन्हें वीओसी हटाने के अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक बनाता है। हालाँकि, वर्तमान चुनौतियों में उत्प्रेरक गतिविधि के साथ हाइड्रोफोबिक वीओसी सोखना प्रदर्शन को संतुलित करना, साथ ही कम लोडिंग दर और वाहक की बाहरी सतह पर सक्रिय घटकों के संवर्धन के कारण आसान निष्क्रियता शामिल है। इसका उद्देश्य धातु की उपस्थिति के रूप को तर्कसंगत रूप से डिजाइन करके और वाहक की मौलिक संरचना को संशोधित करके इन मुद्दों का समाधान करना है।

वांग यिंगक्सिया एट अल। गैसोलीन वाष्प सोखने की दक्षता बढ़ाने और जल अवशोषण को कम करने के लिए सिलिका जेल को संशोधित करने की स्थितियों का पता लगाया। उन्होंने पाया कि 550-650 डिग्री सेल्सियस के ताप उपचार तापमान और 550-650 डिग्री सेल्सियस के उपचार समय के साथ, टार्टरिक एसिड को एक संशोधक के रूप में उपयोग किया जाता है।

3-10 घंटे, और 3-10 डिग्री सेल्सियस/मिनट की हीटिंग दर, इष्टतम परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, संशोधित सिलिका जेल की विशोषण दर उच्च वैक्यूम दबाव, उच्च तापमान और बढ़े हुए विशोषण चक्र के साथ बढ़ जाती है।

सोखना एजेंट पुनर्जनन तकनीक सोखना विधियों की स्थिरता, आर्थिक दक्षता और पर्यावरण मित्रता को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पारंपरिक सोखना एजेंट पुनर्जनन प्रौद्योगिकियाँ अक्सर कम दक्षता, उच्च लागत और पर्यावरणीय प्रभावों जैसी महत्वपूर्ण कमियों से ग्रस्त होती हैं। शोधकर्ताओं ने पुनर्जनन प्रौद्योगिकियों पर व्यापक अध्ययन किया है। वर्तमान में, सामान्य सक्रिय कार्बन पुनर्जनन विधियों में थर्मल पुनर्जनन, ऑक्सीडेटिव पुनर्जनन, विलायक निष्कर्षण, जैविक पुनर्जनन, सुपरक्रिटिकल द्रव पुनर्जनन, माइक्रोवेव विकिरण पुनर्जनन, अल्ट्रासोनिक पुनर्जनन और फोटोकैटलिटिक पुनर्जनन शामिल हैं। हुआंग वेइकिउ एट अल। पाया गया कि सक्रिय कार्बन सोखने वाले तेल और गैस के लिए, पुनर्जनन दक्षता और हानि पर चार कारकों माइक्रोवेव शक्ति, विकिरण समय, सक्रिय कार्बन मात्रा और वैक्यूम दबाव का प्रभाव उसी क्रम में कम हो जाता है। इष्टतम प्रायोगिक स्थितियाँ 300 W की माइक्रोवेव शक्ति, 240 s का विकिरण समय, 4 ग्राम की सक्रिय कार्बन मात्रा और 0.06 MPa का वैक्यूम दबाव निर्धारित की गईं। झांग युझोउ [41] ने माइक्रोवेव पुनर्जनन पर सक्रिय कार्बन के अंतर्निहित गुणों, विभिन्न अधिशोषकों और अलग-अलग नियंत्रण स्थितियों के तीन पहलुओं के प्रभाव की समीक्षा की, इस बात पर जोर दिया कि माइक्रोवेव पुनर्जनन के विकास को आगे बढ़ाने के लिए इन तीन पहलुओं पर गहन शोध आवश्यक है। हान यिंगजी एट अल। माइक्रोवेव पुनर्जनन सक्रिय कार्बन प्रौद्योगिकी की विकास विशेषताओं का सारांश दिया गया, जिसमें माइक्रोवेव शक्ति, वाहक गैस वातावरण, पुनर्जनन समय, अधिशोषक प्रकार और अधिशोषक सहित माइक्रोवेव पुनर्जनन विधि को प्रभावित करने वाले कारकों की पहचान की गई।

सन जियानहांग एट अल। सक्रिय कार्बन के सुपरक्रिटिकल CO₂ पुनर्जनन के तंत्र की व्याख्या की, दबाव, तापमान और प्रवाह दर: तीन पहलुओं से VOCs विशोषण तंत्र अनुसंधान की वर्तमान स्थिति का सारांश दिया। उन्होंने सुपरक्रिटिकल CO₂ की कार्रवाई के तहत VOCs विशोषण के सूक्ष्म तंत्र और विशोषण के बाद सक्रिय कार्बन में VOCs के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण गुणांक के लिए गणना मॉडल की पहचान की। ली यिचेन ने तुलनात्मक अनुसंधान के माध्यम से पाया कि माइक्रोवेव {{3} वैक्यूम युग्मित पुनर्जनन तकनीक, जिसमें आंतरायिक माइक्रोवेव {{4} वैक्यूम इज़ोटेर्मल डिसोर्प्शन उपचार के साथ 4.5 {7} मिनट की वैक्यूम साइक्लिंग प्रक्रिया और 0.5 {{9} मिनट की नाइट्रोजन वैक्यूम ब्रेक प्रक्रिया शामिल है, सक्रिय कार्बन वाले तेल के लिए इष्टतम पुनर्जनन संचालन विधि है। हू मिंगगैंग ने प्रथम-क्रम बहुभिन्नरूपी ग्रे भविष्यवाणी मॉडल की स्थापना की। इस मॉडल को सोखना-आधारित तेल और गैस पुनर्प्राप्ति इकाइयों के प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए लागू किया गया था, जो अच्छी पूर्वानुमानित प्रभावशीलता का प्रदर्शन करता है। यह सक्रिय कार्बन को बदलने और तेल और गैस सोखना पुनर्प्राप्ति इकाइयों को संशोधित और अनुकूलित करने के लिए इष्टतम समय निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करता है।

अनेक विद्वानों ने अपने शोध के माध्यम से कुछ निश्चित परिणाम प्राप्त किये हैं। चेन याओसी ने मौजूदा तेल और गैस सोखना पुनर्प्राप्ति इकाई में एक शीतलन उपकरण जोड़ा और प्रयोगात्मक विश्लेषण के माध्यम से निष्कर्ष निकाला कि सोखने वाले तेल के आउटलेट तापमान को -5 से 5 डिग्री सेल्सियस की सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

उत्सर्जन आवश्यकताओं को पूरा करता है। द्विवेदी एट अल. ट्यूबलर रिएक्टरों में सोखने के सफल विश्लेषण का अध्ययन किया और पाया कि जैसे-जैसे वीओसी का आयतन अंश 5,000×10⁻⁶ से बढ़ता है

50,000×10⁻⁶, सफलता का समय काफी कम हो जाता है। सक्रिय कार्बन पुनर्जनन के लिए 8,000×10⁻⁶ के आयतन अंश पर वीओसी के साथ संतुलित सक्रिय कार्बन पूर्व - को पूरी तरह से पुनर्जीवित करने के लिए 120-150 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज तक गर्म करने और 45-60 मिनट के पुनर्जनन समय की आवश्यकता होती है। किउ वेनवु एट अल। अधिशोषक के रूप में सिलिका जेल और सक्रिय कार्बन का उपयोग करके तेल और गैस के लिए दोहरे टावर सोखना के सोखने के प्रदर्शन का अध्ययन किया गया। तेल और गैस पहले बफर सोखना से गुजरते हैं, उसके बाद दबाव स्विंग सोखना चरण होता है। प्रयोगात्मक उपकरण परीक्षण के माध्यम से, यह पाया गया कि 400 किलोग्राम अवशोषक युक्त दबाव स्विंग सोखना प्रणाली में, तरल तेल और गैस को 20-46 एल/एच की दर से सोख लिया जा सकता है, जिसमें हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन मात्रा सांद्रता 0.01% तक कम हो सकती है।

वर्तमान में, सोखने के तरीकों को तेल और गैस पुनर्प्राप्ति में दो प्रमुख चुनौतियों का सामना करना पड़ता है: सोखने वालों की अपर्याप्त चयनात्मक सोखना क्षमता और पारंपरिक पुनर्जनन प्रौद्योगिकियों में दोष। अवशोषक तेल और गैस के विशिष्ट घटकों के लिए खराब चयनात्मक सोखना क्षमता प्रदर्शित करते हैं, जिससे समग्र पुनर्प्राप्ति दक्षता प्रभावित होती है, और जटिल तेल और गैस संरचनाओं के तहत लक्ष्य तेल और गैस अणुओं को सटीक रूप से पुनर्प्राप्त करने के लिए संघर्ष करना पड़ता है; पारंपरिक अधिशोषक पुनर्जनन प्रौद्योगिकियाँ अकुशल, महंगी और द्वितीयक प्रदूषण उत्पन्न करने वाली हैं, जो अधिशोषण विधियों की स्थिरता और आर्थिक व्यवहार्यता को सीमित करती हैं।

इसलिए, भविष्य के सोखने के अनुसंधान को तेल और गैस अणुओं के लिए विशिष्ट सोखना क्षमता को बढ़ाने के लिए उच्च चयनात्मकता, उच्च सोखना क्षमता और पर्यावरण मित्रता, सामग्री संरचना और सतह गुणों को सटीक रूप से नियंत्रित करने वाले नए सोखना विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।

इसलिए, सोखने के तरीकों पर भविष्य के शोध को उच्च चयनात्मकता, उच्च सोखना क्षमता और पर्यावरण मित्रता के साथ नए सोखने वाले विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए; तेल और गैस अणुओं के लिए विशिष्ट सोखना क्षमता को बढ़ाने के लिए सामग्री संरचना और सतह गुणों को सटीक रूप से नियंत्रित करना; कुशल, कम लागत और प्रदूषण मुक्त पुनर्जनन प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए पुनर्जनन तंत्र पर गहन अध्ययन करना; द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण दक्षता और अधिशोषक उपयोग दर में सुधार के लिए अधिशोषक संरचना का अनुकूलन; और विभिन्न परिचालन स्थितियों के अनुकूल सोखना प्रणाली के प्रदर्शन को बढ़ाना।