Explain the process and significance of Flue Gas Desulphurisation (FGD) Technology. Why has it been made mandatory for thermal power plants?
Flue Gas Desulphurisation (FGD) is an air pollution control technology used to remove sulfur dioxide (SO₂) from the exhaust flue gases of fossil-fuel power plants, and from other industrial processes. The technology is essential for minimizing the environmental impact of thermal power plants and plays a significant role in controlling air pollution by reducing the emission of harmful gases such as sulfur dioxide, which contributes to acid rain, respiratory problems, and global warming.
In India, as the demand for electricity continues to rise, particularly from thermal power plants, it has become imperative to address the environmental implications associated with such large-scale energy production. Consequently, FGD technology has been made mandatory for thermal power plants, especially those located in areas with high levels of air pollution.
Process of Flue Gas Desulphurisation (FGD)
The process of FGD primarily involves two methods: wet FGD and dry FGD. The general principle behind both methods is to remove sulfur dioxide (SO₂) from the flue gases before they are released into the atmosphere. Here is a breakdown of both methods:
1. Wet FGD (Limestone-based)
The wet FGD process is one of the most commonly used techniques. In this process:
- Absorber Tower: The flue gases containing sulfur dioxide are passed through an absorber tower where they come into contact with a slurry made from limestone (calcium carbonate, CaCO₃) and water.
- Chemical Reaction: The sulfur dioxide reacts with the calcium carbonate slurry, forming calcium sulfate (CaSO₄), a solid by-product commonly known as gypsum. The reaction can be written as:
SO2+CaCO3+½O2+H2O→CaSO4⋅2H2O
This gypsum is separated from the slurry and can be used in various applications, including the manufacturing of drywall.
- Effluent Treatment: The slurry is typically recycled and reused, and the treated flue gases are released into the atmosphere with minimal sulfur dioxide content.
2. Dry FGD (Dry Sorbent Injection)
In the dry FGD system, a dry sorbent, often lime (CaO), is injected into the flue gas stream. The process involves:
- Injection of Lime: Lime reacts with sulfur dioxide to form calcium sulfite or sulfate.
SO2+CaO→CaSO3
The solid by-products are then collected by a fabric filter or an electrostatic precipitator (ESP), and the cleaned gases are released.
- Regeneration of Sorbent: Some dry systems include an additional process to regenerate the sorbent, making the process more efficient.
3. Semi-Dry FGD
The semi-dry FGD process is similar to the dry process but involves the injection of a lime slurry into the flue gas, which reacts with sulfur dioxide to form solid by-products. This method offers a balance between efficiency and cost and is used in specific applications where space or cost is a constraint.
Significance of FGD Technology
The significance of Flue Gas Desulphurisation technology lies in its ability to:
- Reduce Air Pollution: By removing sulfur dioxide from flue gases, FGD technology helps mitigate the harmful effects of air pollution, such as acid rain, which can damage crops, forests, and water bodies.
- Health Benefits: Reducing sulfur dioxide emissions helps in minimizing respiratory diseases such as asthma and bronchitis, which are aggravated by poor air quality.
- Control Acid Rain: Sulfur dioxide is a key contributor to acid rain, which can degrade soil and water quality. FGD technology reduces this phenomenon.
- Compliance with Environmental Standards: Many countries, including India, have stringent environmental regulations to limit sulfur dioxide emissions. FGD ensures that power plants comply with these regulations.
- Recycling of By-products: The by-products of the FGD process, particularly gypsum, can be used in various industries such as construction (in drywall manufacturing), thus creating a sustainable loop in the production process.
Why FGD Has Been Made Mandatory for Thermal Power Plants in India
India’s growing dependence on thermal power, especially coal-fired plants, has been contributing to significant environmental pollution. Sulfur dioxide emissions from coal combustion have been a major contributor to air pollution, especially in states with high concentrations of thermal power plants. The government has, therefore, made FGD technology mandatory for thermal power plants to achieve the following goals:
1. Environmental Protection
India has been facing significant air pollution issues, especially in urban centers and regions near thermal power plants. The National Clean Air Programme (NCAP) and stringent emission standards have pushed for the implementation of FGD technology to reduce SO₂ emissions, in line with the global move towards cleaner air. The installation of FGD is a step towards making India’s air quality more sustainable and improving the living conditions of people.
2. Compliance with International Standards
India is a signatory to various international environmental agreements, including the Paris Agreement on climate change, which calls for reducing carbon emissions and other pollutants. By mandating FGD technology, India aims to align its power generation sector with global environmental standards and commitments.
3. Addressing Health Hazards
The high levels of air pollution due to sulfur dioxide emissions can cause severe health issues, particularly for vulnerable populations such as children, the elderly, and people with pre-existing respiratory conditions. By reducing SO₂ emissions, FGD technology helps in curbing these health risks, improving public health, and lowering healthcare costs in the long run.
4. Reducing Acid Rain and Environmental Degradation
India’s dependence on coal for power generation leads to significant sulfur dioxide emissions, which, if not controlled, lead to acid rain. Acid rain can damage forests, crops, and water resources, leading to long-term environmental degradation. The introduction of FGD technology is a preventive measure to tackle this issue.
5. Economic and Social Sustainability
As India focuses on clean energy transition and sustainable development, technologies like FGD promote not only environmental but also social and economic sustainability. With a focus on reducing pollution, India is also preparing for a future where its energy production system is less reliant on fossil fuels, improving the quality of life for millions of people.
Example of FGD Implementation in India
One of the significant examples of FGD implementation in India is at the NTPC (National Thermal Power Corporation), one of India’s largest power producers. NTPC has committed to installing FGD systems in its plants as part of its effort to comply with the government’s new emission norms. The Barh Super Thermal Power Station in Bihar has been one of the first plants in India to implement FGD systems on a large scale, reducing its sulfur dioxide emissions substantially. Such efforts are expected to be replicated across many other plants to ensure that India meets its environmental and health goals.
Conclusion
Flue Gas Desulphurisation (FGD) technology plays a crucial role in reducing air pollution, controlling sulfur dioxide emissions, and improving air quality, which has significant environmental, health, and economic implications. Its mandatory implementation in thermal power plants is a forward-thinking policy that will help India meet its environmental goals while promoting public health and sustainable development. The widespread adoption of FGD systems across the country is not only a necessary step for compliance with environmental regulations but also a significant leap towards cleaner and greener energy production.
TAMIL VERSION
ஃப்ளூ கேஸ் டெசல்ஃபரைசேஷன் (FGD) தொழில்நுட்பத்தின் செயல்முறை மற்றும் முக்கியத்துவத்தை விளக்குங்கள். அனல் மின் நிலையங்களுக்கு இது ஏன் கட்டாயமாக்கப்பட்டுள்ளது?
ஃப்ளூ கேஸ் டெசல்ஃபரைசேஷன் (FGD) என்பது புதைபடிவ எரிபொருள் மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் வெளியேற்ற ஃப்ளூ வாயுக்களிலிருந்தும், பிற தொழில்துறை செயல்முறைகளிலிருந்தும் சல்பர் டை ஆக்சைடை (SO₂) அகற்றப் பயன்படும் காற்று மாசுபாட்டுக் கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பமாகும். அனல் மின் நிலையங்களின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தைக் குறைப்பதற்கு இந்த தொழில்நுட்பம் அவசியம் மற்றும் அமில மழை, சுவாசப் பிரச்சினைகள் மற்றும் புவி வெப்பமடைதலுக்கு பங்களிக்கும் சல்பர் டை ஆக்சைடு போன்ற தீங்கு விளைவிக்கும் வாயுக்களின் வெளியேற்றத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் காற்று மாசுபாட்டைக் கட்டுப்படுத்துவதில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கிறது.
இந்தியாவில், மின்சாரத்திற்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், குறிப்பாக அனல் மின் நிலையங்களிலிருந்து, இதுபோன்ற பெரிய அளவிலான ஆற்றல் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களை நிவர்த்தி செய்வது கட்டாயமாகிவிட்டது. இதன் விளைவாக, அனல் மின் நிலையங்களுக்கு, குறிப்பாக அதிக அளவு காற்று மாசுபாடு உள்ள பகுதிகளில் அமைந்துள்ளவற்றுக்கு FGD தொழில்நுட்பம் கட்டாயமாக்கப்பட்டுள்ளது.
ஃப்ளூ கேஸ் டெசல்ஃபரைசேஷன் (FGD) செயல்முறை
FGD செயல்முறை முதன்மையாக இரண்டு முறைகளை உள்ளடக்கியது: ஈரமான FGD மற்றும் உலர் FGD. இரண்டு முறைகளுக்கும் பின்னால் உள்ள பொதுவான கொள்கை, ஃப்ளூ வாயுக்கள் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுவதற்கு முன்பு அவற்றிலிருந்து சல்பர் டை ஆக்சைடை (SO₂) அகற்றுவதாகும். இரண்டு முறைகளின் விளக்கம் இங்கே:
1. ஈரமான FGD (சுண்ணாம்பு சார்ந்த)
ஈரமான FGD செயல்முறை மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். இந்த செயல்பாட்டில்:
- உறிஞ்சும் கோபுரம்:சல்பர் டை ஆக்சைடு கொண்ட புகைபோக்கி வாயுக்கள் ஒரு உறிஞ்சு கோபுரம் வழியாக அனுப்பப்படுகின்றன, அங்கு அவை சுண்ணாம்புக்கல் (கால்சியம் கார்பனேட், CaCO₃) மற்றும் தண்ணீரிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட குழம்புடன் தொடர்பு கொள்கின்றன.
- வேதியியல் எதிர்வினை:சல்பர் டை ஆக்சைடு கால்சியம் கார்பனேட் குழம்புடன் வினைபுரிந்து, கால்சியம் சல்பேட்டை (CaSO₄) உருவாக்குகிறது, இது பொதுவாக ஜிப்சம் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு திடமான துணைப் பொருளாகும். இந்த வினையை இவ்வாறு எழுதலாம்:
SO2+CaCO3+½O2+H2O→CaSO4⋅2H2O
இந்த ஜிப்சம் குழம்பிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு, உலர்வால் உற்பத்தி உட்பட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
- கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு:இந்தக் குழம்பு பொதுவாக மறுசுழற்சி செய்யப்பட்டு மீண்டும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட ஃப்ளூ வாயுக்கள் குறைந்தபட்ச சல்பர் டை ஆக்சைடு உள்ளடக்கத்துடன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன.
2. உலர் FGD (உலர் சோர்பென்ட் ஊசி)
உலர் FGD அமைப்பில், ஒரு உலர் சோர்பென்ட், பெரும்பாலும் சுண்ணாம்பு (CaO), புகைபோக்கி வாயு நீரோட்டத்தில் செலுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:
- சுண்ணாம்பு ஊசி:சுண்ணாம்பு சல்பர் டை ஆக்சைடுடன் வினைபுரிந்து கால்சியம் சல்பைட் அல்லது சல்பேட்டை உருவாக்குகிறது.
SO2+CaO→CaSO3
பின்னர் திடமான துணைப் பொருட்கள் ஒரு துணி வடிகட்டி அல்லது ஒரு மின்னியல் வீழ்படிவாக்கி (ESP) மூலம் சேகரிக்கப்பட்டு, சுத்தம் செய்யப்பட்ட வாயுக்கள் வெளியிடப்படுகின்றன.
- சோர்பென்ட்டின் மீளுருவாக்கம்:சில உலர் அமைப்புகள் சோர்பென்ட்டை மீண்டும் உருவாக்குவதற்கான கூடுதல் செயல்முறையை உள்ளடக்கியது, இது செயல்முறையை மிகவும் திறமையானதாக்குகிறது.
3. அரை உலர்ந்த FGD
அரை-உலர் FGD செயல்முறை உலர் செயல்முறையைப் போன்றது, ஆனால் ஃப்ளூ வாயுவில் சுண்ணாம்பு குழம்பை செலுத்துவதை உள்ளடக்கியது, இது சல்பர் டை ஆக்சைடுடன் வினைபுரிந்து திடமான துணை தயாரிப்புகளை உருவாக்குகிறது. இந்த முறை செயல்திறன் மற்றும் செலவுக்கு இடையில் சமநிலையை வழங்குகிறது மற்றும் இடம் அல்லது செலவு ஒரு தடையாக இருக்கும் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
FGD தொழில்நுட்பத்தின் முக்கியத்துவம்
ஃப்ளூ கேஸ் டெசல்பூரைசேஷன் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கியத்துவம் அதன் திறனில் உள்ளது:
- காற்று மாசுபாட்டைக் குறைத்தல்:ஃப்ளூ வாயுக்களிலிருந்து சல்பர் டை ஆக்சைடை அகற்றுவதன் மூலம், FGD தொழில்நுட்பம், பயிர்கள், காடுகள் மற்றும் நீர்நிலைகளை சேதப்படுத்தும் அமில மழை போன்ற காற்று மாசுபாட்டின் தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளைத் தணிக்க உதவுகிறது.
- சுகாதார நன்மைகள்:சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தைக் குறைப்பது, ஆஸ்துமா மற்றும் மூச்சுக்குழாய் அழற்சி போன்ற சுவாச நோய்களைக் குறைக்க உதவுகிறது, இவை மோசமான காற்றின் தரத்தால் மோசமடைகின்றன.
- அமில மழையைக் கட்டுப்படுத்த:மண் மற்றும் நீரின் தரத்தை கெடுக்கும் அமில மழைக்கு சல்பர் டை ஆக்சைடு முக்கிய பங்களிப்பாகும். FGD தொழில்நுட்பம் இந்த நிகழ்வைக் குறைக்கிறது.
- சுற்றுச்சூழல் தரநிலைகளுடன் இணங்குதல்:இந்தியா உட்பட பல நாடுகள் சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தைக் கட்டுப்படுத்த கடுமையான சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன. மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் இந்த விதிமுறைகளுக்கு இணங்குவதை FGD உறுதி செய்கிறது.
- துணைப் பொருட்களின் மறுசுழற்சி:FGD செயல்முறையின் துணை தயாரிப்புகள், குறிப்பாக ஜிப்சம், கட்டுமானம் (உலர்வால் உற்பத்தியில்) போன்ற பல்வேறு தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படலாம், இதனால் உற்பத்தி செயல்பாட்டில் ஒரு நிலையான சுழற்சியை உருவாக்குகிறது.
இந்தியாவில் அனல் மின் நிலையங்களுக்கு FGD ஏன் கட்டாயமாக்கப்பட்டுள்ளது?
இந்தியா அனல் மின்சாரத்தை, குறிப்பாக நிலக்கரி மின் நிலையங்களை, சார்ந்திருப்பது அதிகரித்து வருவது குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டிற்கு பங்களித்து வருகிறது. நிலக்கரி எரிப்பிலிருந்து வெளியேறும் சல்பர் டை ஆக்சைடு, குறிப்பாக அதிக செறிவுள்ள அனல் மின் நிலையங்களைக் கொண்ட மாநிலங்களில் காற்று மாசுபாட்டிற்கு முக்கிய பங்களிப்பாக உள்ளது. எனவே, பின்வரும் இலக்குகளை அடைய அனல் மின் நிலையங்களுக்கு FGD தொழில்நுட்பத்தை அரசாங்கம் கட்டாயமாக்கியுள்ளது:
1. சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு
இந்தியா, குறிப்பாக நகர்ப்புற மையங்கள் மற்றும் அனல் மின் நிலையங்களுக்கு அருகிலுள்ள பகுதிகளில், குறிப்பிடத்தக்க காற்று மாசுபாடு பிரச்சினைகளை எதிர்கொள்கிறது. தேசிய தூய்மையான காற்று திட்டம் (NCAP) மற்றும் கடுமையான உமிழ்வு தரநிலைகள், தூய்மையான காற்றை நோக்கிய உலகளாவிய நடவடிக்கைக்கு ஏற்ப, SO₂ உமிழ்வைக் குறைக்க FGD தொழில்நுட்பத்தை செயல்படுத்துவதற்கு அழுத்தம் கொடுத்துள்ளன. FGD நிறுவுதல் இந்தியாவின் காற்றின் தரத்தை மேலும் நிலையானதாக மாற்றுவதற்கும் மக்களின் வாழ்க்கை நிலைமைகளை மேம்படுத்துவதற்கும் ஒரு படியாகும்.
2. சர்வதேச தரநிலைகளுடன் இணங்குதல்
கார்பன் உமிழ்வு மற்றும் பிற மாசுபடுத்திகளைக் குறைக்க அழைப்பு விடுக்கும் காலநிலை மாற்றம் குறித்த பாரிஸ் ஒப்பந்தம் உட்பட பல்வேறு சர்வதேச சுற்றுச்சூழல் ஒப்பந்தங்களில் இந்தியா கையெழுத்திட்டுள்ளது. FGD தொழில்நுட்பத்தை கட்டாயமாக்குவதன் மூலம், இந்தியா தனது மின் உற்பத்தித் துறையை உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் தரநிலைகள் மற்றும் உறுதிமொழிகளுடன் சீரமைக்க நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
3. உடல்நலக் கேடுகளை நிவர்த்தி செய்தல்
சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தால் ஏற்படும் அதிக அளவிலான காற்று மாசுபாடு கடுமையான உடல்நலப் பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தும், குறிப்பாக குழந்தைகள், முதியவர்கள் மற்றும் ஏற்கனவே சுவாசக் கோளாறுகள் உள்ளவர்கள் போன்ற பாதிக்கப்படக்கூடிய மக்களுக்கு. SO₂ உமிழ்வைக் குறைப்பதன் மூலம், FGD தொழில்நுட்பம் இந்த உடல்நல அபாயங்களைக் கட்டுப்படுத்தவும், பொது சுகாதாரத்தை மேம்படுத்தவும், நீண்ட காலத்திற்கு சுகாதாரச் செலவுகளைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது.
4. அமில மழை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் சீரழிவைக் குறைத்தல்
இந்தியா மின் உற்பத்திக்கு நிலக்கரியை நம்பியிருப்பது குறிப்பிடத்தக்க அளவு சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது கட்டுப்படுத்தப்படாவிட்டால், அமில மழைக்கு வழிவகுக்கும். அமில மழை காடுகள், பயிர்கள் மற்றும் நீர் வளங்களை சேதப்படுத்தும், இது நீண்டகால சுற்றுச்சூழல் சீரழிவுக்கு வழிவகுக்கும். FGD தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்துவது இந்த சிக்கலைச் சமாளிக்க ஒரு தடுப்பு நடவடிக்கையாகும்.
5. பொருளாதார மற்றும் சமூக நிலைத்தன்மை
இந்தியா சுத்தமான எரிசக்தி மாற்றம் மற்றும் நிலையான வளர்ச்சியில் கவனம் செலுத்துவதால், FGD போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் சுற்றுச்சூழலை மட்டுமல்ல, சமூக மற்றும் பொருளாதார நிலைத்தன்மையையும் ஊக்குவிக்கின்றன. மாசுபாட்டைக் குறைப்பதில் கவனம் செலுத்துவதன் மூலம், இந்தியா அதன் எரிசக்தி உற்பத்தி முறை புதைபடிவ எரிபொருட்களை குறைவாக நம்பியிருக்கும் எதிர்காலத்திற்கும் தயாராகி வருகிறது, இது மில்லியன் கணக்கான மக்களின் வாழ்க்கைத் தரத்தை மேம்படுத்துகிறது.
இந்தியாவில் FGD செயல்படுத்தலுக்கான எடுத்துக்காட்டு
இந்தியாவில் FGD செயல்படுத்தலின் குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்று, இந்தியாவின் மிகப்பெரிய மின் உற்பத்தியாளர்களில் ஒன்றான NTPC (தேசிய வெப்ப மின் கழகம்) ஆகும். அரசாங்கத்தின் புதிய உமிழ்வு விதிமுறைகளுக்கு இணங்குவதற்கான முயற்சியின் ஒரு பகுதியாக, அதன் ஆலைகளில் FGD அமைப்புகளை நிறுவ NTPC உறுதியளித்துள்ளது. பீகாரில் உள்ள பார் சூப்பர் வெப்ப மின் நிலையம், FGD அமைப்புகளை பெரிய அளவில் செயல்படுத்திய இந்தியாவின் முதல் ஆலைகளில் ஒன்றாகும், இது அதன் சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. இந்தியா அதன் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார இலக்குகளை அடைவதை உறுதி செய்வதற்காக இதுபோன்ற முயற்சிகள் பல ஆலைகளிலும் பிரதிபலிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
முடிவுரை
காற்று மாசுபாட்டைக் குறைப்பதிலும், சல்பர் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதிலும், காற்றின் தரத்தை மேம்படுத்துவதிலும் ஃப்ளூ கேஸ் டெசல்ஃபரைசேஷன் (FGD) தொழில்நுட்பம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, இது குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல், சுகாதாரம் மற்றும் பொருளாதார தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. அனல் மின் நிலையங்களில் அதன் கட்டாய செயல்படுத்தல் ஒரு முன்னோக்கிய சிந்தனைக் கொள்கையாகும், இது பொது சுகாதாரம் மற்றும் நிலையான வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் அதே வேளையில் இந்தியாவின் சுற்றுச்சூழல் இலக்குகளை அடைய உதவும். நாடு முழுவதும் FGD அமைப்புகளை பரவலாக ஏற்றுக்கொள்வது சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளுக்கு இணங்குவதற்கான ஒரு அவசியமான படி மட்டுமல்ல, தூய்மையான மற்றும் பசுமையான எரிசக்தி உற்பத்தியை நோக்கிய ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பாய்ச்சலாகும்.
