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पावर प्लांट में यूरिया सॉल्यूशन क्यों: SCR, 40% बनाम DEF 32.5%

मेंटेनेंस और क्वालिटीअपडेट: 1/11/202641 मिनट में पढ़ें

जापानी SCR सप्लायर की equipment list में "nyososui" (यूरिया सॉल्यूशन) लिखा होता है, और data sheet में 40%। आपके लोकल सप्लायर के पास आसानी से DEF (diesel exhaust fluid) 32.5% मिल जाता है, और दोनों देखने में लगभग एक जैसे लगते हैं। पर ये एक-दूसरे की जगह नहीं लिए जा सकते: दोनों में यूरिया की मात्रा अलग है, जमने (crystallize होने) का तापमान अलग है, और क्वालिटी की सीमाएँ भी अलग हो सकती हैं।

छोटा जवाब: पावर प्लांट में यूरिया सॉल्यूशन इसलिए रखा जाता है कि इससे वह अमोनिया बनती है जो flue gas से नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) हटाती है। SCR (selective catalytic reduction) catalyst पर यही अमोनिया NOx को नाइट्रोजन और पानी में बदल देती है। यूरिया सॉल्यूशन न तो ईंधन है, न बिजली बनाने का प्रोसेस वॉटर।

इस गाइड में industrial 40% सॉल्यूशन, DEF/AUS32 और marine AUS40 को अलग-अलग समझाया गया है। फिर दिखाया है कि concentration को वज़न से कैसे बदलें और यूरिया से अमोनिया कैसे बनती है। अंत में चेकलिस्ट, जापानी पक्ष से पूछने के सवाल, ईमेल का नमूना और जापानी शब्दों की तालिका है।

विषय-सूची

पावर प्लांट में यूरिया सॉल्यूशन क्यों रखा जाता है
40% यूरिया सॉल्यूशन, DEF 32.5% और AUS40 में फ़र्क़
यूरिया से अमोनिया कैसे बनती है और NOx कैसे घटता है
स्टोरेज: तापमान, मटीरियल और लीकेज
भारत की साइट पर क्या देखें
चेकलिस्ट: ऑर्डर या बदलाव से पहले क्या पक्का करें
जापानी पक्ष से पूछने के सवाल
जल्दी देखने के लिए: SCR के जापानी दस्तावेज़ों के शब्द
इस गाइड की सीमाएँ
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल (FAQ)
स्रोत (Sources)

पावर प्लांट में यूरिया सॉल्यूशन क्यों रखा जाता है

जापानी प्लांट के दस्तावेज़ों में इस काम को "dassho" (NOx हटाना, denitration) कहते हैं। यूरिया सॉल्यूशन उस "kangenzai" (reducing agent) का कच्चा माल है, और वह reducing agent अमोनिया है। यही प्रोसेस बॉयलर, गैस टरबाइन, कचरा जलाने वाले incinerator और डीज़ल इंजन में भी चलता है, सिर्फ़ पावर स्टेशन में नहीं।

SCR सिस्टम सीधे अमोनिया से भी चल सकता है, इसलिए यूरिया लेना एक डिज़ाइन का फ़ैसला है। Yuken Kagaku की प्रोडक्ट शीट में लिखा है कि यूरिया सॉल्यूशन को सँभालना liquefied ammonia या ammonia water से आसान है।

Helsinki शहर के Salmisaari B प्लांट के बारे में Valmet बताती है कि वहाँ नियमों ने ammonia water को खुले में रखने और शहर के अंदर ले जाने पर रोक लगाई थी। इसलिए प्लांट ने यूरिया स्टोरेज के साथ hydrolyzer और catalytic reactor लगाया।

"आसान" का मतलब "बिना ख़तरे के" नहीं है। यूरिया से बनने वाली अमोनिया को भी सँभालना पड़ता है, और सॉल्यूशन को भी, जैसा नीचे स्टोरेज वाले हिस्से में बताया है।

40% यूरिया सॉल्यूशन, DEF 32.5% और AUS40 में फ़र्क़

"यूरिया सॉल्यूशन" नाम के नीचे कम से कम तीन तरह के प्रोडक्ट आते हैं। सिर्फ़ concentration ही पहला फ़र्क़ है, बाक़ी फ़र्क़ तालिका में हैं।

बात	Industrial 40%	DEF / AUS32	AUS40
यूरिया (वज़न के हिसाब से)	नाममात्र 40%; tolerance प्रोडक्ट spec से लें	आम तौर पर 32.5%; रेंज 31.8–33.2%	नाममात्र 40%; रेंज 39.0–41.0%
क्वालिटी का मानक	सप्लायर की प्रोडक्ट spec और equipment की ज़रूरत; ISO grade पूरा न भी करे	ISO 22241 सीरीज़	ISO 18611 सीरीज़
किसके लिए लिखा गया	बॉयलर, गैस टरबाइन, कचरा जलाने वाले incinerator	डीज़ल इंजन	जहाज़ के डीज़ल इंजन
Biuret की सीमा (क्वालिटी की एक मद का उदाहरण)	सप्लायर से पूछें	अधिकतम 0.3% (m/m)	अधिकतम 0.8% (m/m)

रेंज और biuret की सीमाएँ सप्लायरों की data sheet से हैं, जिनमें ISO 22241-1 और ISO 18611-1 का हवाला है। कॉन्ट्रैक्ट में इस्तेमाल से पहले मौजूदा मानक से मिला लें।

यहाँ concentration का मतलब हमेशा वज़न का प्रतिशत (mass percent) है। चित्र 1 में 1,000 kg सॉल्यूशन के लिए यही बात दिखाई है।

चित्र 1: 1,000 kg एक जैसा, पर यूरिया की मात्रा अलग

हर पूरी पट्टी 1,000 kg सॉल्यूशन है। तुलना वज़न (mass) के हिसाब से है।

40% यूरिया सॉल्यूशन

40%पानी 60%

400 kg यूरिया + 600 kg पानी

32.5% यूरिया सॉल्यूशन

32.5%पानी 67.5%

325 kg यूरिया + 675 kg पानी

यह सिर्फ़ वज़न का अनुपात दिखाता है। एक ही concentration पर भी application का मानक और impurity की सीमाएँ अलग हो सकती हैं, इसलिए इस तुलना से यह साबित नहीं होता कि दो प्रोडक्ट एक-दूसरे की जगह चल सकते हैं।

प्रतिशत एक, प्रोडक्ट अलग

प्रतिशत मिल जाने से दो प्रोडक्ट बराबर नहीं हो जाते। Hokkaido Mitsui Chemicals अपने प्रोडक्ट पेज पर साफ़ लिखती है कि denitration वाला उसका industrial 40% सॉल्यूशन marine AUS40 मानक को पूरा नहीं करता, जबकि दोनों 40% हैं।

जापानी spec sheet में एक ही कंपनी के कई concentration भी मिल सकते हैं। ये चार प्रोडक्ट बताते हैं कि आपको क्या-क्या दिख सकता है:

जापानी सप्लायर	प्रोडक्ट कैसे बताया गया है	इससे क्या दिखता है
Yuken Kagaku	AUS 40, AUS 35 और AUS 32, यानी 40.0, 35.0 और 32.5 w/w%; बॉयलर, गैस टरबाइन और incinerator की DeNOx यूनिट के लिए	Industrial concentration सिर्फ़ एक नहीं होता
Taki Chemical	Flue gas denitration के लिए यूरिया सॉल्यूशन, "40% और अन्य"	अपने ऑर्डर पर सटीक grade देखें
Hokkaido Mitsui Chemicals	Incinerator आदि में NOx घटाने के लिए industrial 40% सॉल्यूशन; AUS40 पूरा नहीं करता	प्रतिशत वही, मानक अलग
Taiki Yakuhin Kogyo	Denitration के लिए 40% यूरिया सॉल्यूशन; SDS में crystallization शुरू होने का तापमान 0°C	कम तापमान का डेटा प्रोडक्ट का अपना होता है

ये जापानी सप्लायर दस्तावेज़ों के उदाहरण हैं, सिफ़ारिश नहीं। जिन सप्लायर के अंग्रेज़ी नाम की पुष्टि नहीं हुई, उनके नाम यहाँ romanized लिखे हैं।

ऑर्डर देते समय सिर्फ़ "यूरिया सॉल्यूशन" नाम मत मिलाइए। Concentration किस आधार पर है, application क्या है, कौन-सा मानक चाहिए और receiving inspection में क्या-क्या जाँचना है, यह सब लिखिए। फिर पक्का कीजिए कि प्रोडक्ट वही है जो equipment ने माँगा है। अपने मन से ज़्यादा या कम concentration वाला grade मत बदलिए।

Concentration को वज़न से बदलना

अगर प्लांट को दूसरे concentration से उतना ही यूरिया चाहिए, तो सॉल्यूशन का वज़न बदल जाता है। यह हिसाब इस आम सवाल का जवाब देता है: 1,000 kg 40% सॉल्यूशन की जगह कितना 32.5% सॉल्यूशन लगेगा।

यूरिया का वज़न और ज़रूरी सॉल्यूशन का वज़न

m_u = m_s × w

m_s = m_uw

उदाहरण: m_s = 4000.325 = लगभग 1,231 kg

m_u: यूरिया का वज़न [kg]; m_s: सॉल्यूशन का वज़न [kg]; w: यूरिया का mass fraction (40% के लिए 0.40)।

यानी 1,000 kg 40% सॉल्यूशन में जो 400 kg यूरिया है, उतना पहुँचाने के लिए लगभग 1,231 kg 32.5% सॉल्यूशन चाहिए, लगभग 1.23 गुना वज़न। बढ़े हुए 231 kg पानी हैं, जिन्हें भी ढोना और स्टोर करना पड़ेगा।

सॉल्यूशन	सॉल्यूशन का वज़न	यूरिया	पानी	सैद्धांतिक NH₃
40%	1,000 kg	400 kg	600 kg	लगभग 227 kg
32.5%, सॉल्यूशन का वज़न वही	1,000 kg	325 kg	675 kg	लगभग 184 kg
32.5%, यूरिया का वज़न वही	लगभग 1,231 kg	400 kg	लगभग 831 kg	लगभग 227 kg

सैद्धांतिक NH₃ यह मानकर निकाला है कि reaction पूरी होती है: 1 mol यूरिया (60.06 g) से 2 mol NH₃ (34.06 g), यानी हर 1 kg यूरिया पर लगभग 0.57 kg।

बीच वाली लाइन पर ख़ास ध्यान दीजिए। अगर सप्लाई की मात्रा वही रखें और सिर्फ़ concentration बदल दें, तो हर 1,000 kg सॉल्यूशन पर 75 kg यूरिया कम पहुँचता है। डिलीवरी या टैंक का स्टॉक आँकते समय साफ़ रखिए कि कोई संख्या सॉल्यूशन की है या यूरिया की।

ये संख्याएँ सिर्फ़ यूरिया के वज़न की तुलना हैं। इनसे असली equipment की injection rate तय नहीं होती। असली NOx हटाना flue gas की हालत और reaction की efficiency पर भी निर्भर करता है।

लीटर एक अलग जाल है, क्योंकि volume से वज़न में बदलने के लिए उसी concentration और तापमान की density चाहिए।

छपे हुए आँकड़े अलग-अलग हैं: एक DEF data sheet में 20°C पर 1.087–1.093 kg/L है, एक जापानी 40% SDS में 20°C पर 1,105–1,177 kg/m³ की रेंज है, और एक दूसरे जापानी प्रोडक्ट पेज पर specific gravity 1.14 लिखी है। अपने प्रोडक्ट के दस्तावेज़ की वैल्यू लीजिए, और ऊपर के फ़ॉर्मूले में लीटर को kg समझकर मत डालिए।

यूरिया से अमोनिया कैसे बनती है और NOx कैसे घटता है

SCR सिस्टम के तीन हिस्से अलग रखकर समझिए: तरल का स्टोरेज, reducing agent बनाना और सप्लाई करना, और catalyst पर NOx का ट्रीटमेंट। चित्र 2 में वह तरीका है जिसमें यूरिया सॉल्यूशन सीधे flue gas में स्प्रे होता है।

चित्र 2: यूरिया सॉल्यूशन flue gas में reducing agent पहुँचाता है

सीधे स्प्रे वाले लेआउट का मोटा खाका।

यह सिर्फ़ धाराओं का आपसी रिश्ता दिखाने वाला खाका है। catalyst वाला लेबल सिर्फ़ नतीजे बताता है; reaction नीचे टेक्स्ट में हैं। Catalyst की जगह, reaction का तापमान और बाक़ी flue gas equipment का क्रम हर प्लांट में अलग होता है।

NOx वाली flue gas कंबशन यूनिट से निकलती है, catalyst से पहले reducing agent लेती है, catalyst पर reaction करती है, और बाक़ी ट्रीटमेंट से गुज़रकर चिमनी तक जाती है। पावर प्लांट में DeNOx यूनिट बॉयलर या heat recovery steam generator (HRSG) के आसपास लगाई जाती है। EPA की SCR fact sheet के मुताबिक combined-cycle गैस टरबाइन में reactor अक्सर HRSG के अंदर रखा जाता है।

यूरिया से अमोनिया: reaction

जब यूरिया सॉल्यूशन flue gas में स्प्रे होता है, तो बूँदों का पानी भाप बनकर उड़ता है, यूरिया गर्मी से टूटता है, और बीच में बना पदार्थ पानी के साथ टूटता है (hydrolysis)। इन दो reaction से बनी अमोनिया flue gas में मिलकर SCR catalyst तक पहुँचती है।

चित्र 3: सॉल्यूशन से reducing agent बनने तक

गर्मी से टूटने पर बनी NH₃ वैसी ही रहती है। सिर्फ़ HNCO आगे hydrolysis में जाता है।

नीली शाखाएँ दोनों NH₃ को इकट्ठा करती हैं। स्लेटी रंग भाप बना पानी, बीच का पदार्थ और CO₂ दिखाता है। यह reaction को अलग-अलग समझाने वाला खाका है; इसका मतलब यह नहीं कि हर क़दम अलग टैंक में होता है।

समीकरण के रूप में दोनों क़दम जोड़ने पर एक यूरिया मॉलिक्यूल से दो अमोनिया मॉलिक्यूल बनते हैं।

यूरिया से अमोनिया बनना

CO(NH₂)₂ → NH₃ + HNCO

HNCO + H₂O → NH₃ + CO₂

कुल: CO(NH₂)₂ + H₂O

→ 2NH₃ + CO₂

HNCO को isocyanic acid कहते हैं। अगर reaction पूरी हो, तो 1 mol यूरिया से 2 mol अमोनिया बनती है।

सीधा स्प्रे या अलग decomposition equipment

हर प्लांट सॉल्यूशन को सीधे flue gas में स्प्रे नहीं करता। EPA के SCR cost manual के चैप्टर के अनुसार यूरिया को आम तौर पर injection से पहले अमोनिया में बदला जाता है, और सप्लायर इस क़दम के लिए अलग equipment बेचते हैं।

दो उदाहरणों से दायरा दिखता है। Fuel Tech की ULTRA process यूरिया को decomposition chamber में डालती है, और blower पतली अमोनिया को ammonia injection grid से SCR तक भेजता है। Valmet के Helsinki वाले इंस्टॉलेशन में hydrolyzer यूरिया सॉल्यूशन से अमोनिया गैस बनाता है।

जापानी दस्तावेज़ पढ़ते समय यह फ़र्क़ मायने रखता है। "keito-zu" (system diagram) देखकर पता कीजिए कि आपकी यूनिट में अमोनिया असल में कहाँ बनती है। उसी जगह से तय होता है कि कौन-से liquid के संपर्क वाले हिस्से और कौन-से ख़तरे सँभालने हैं।

Catalyst पर NOx का घटना

नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) की बुनियादी reaction में अमोनिया और ऑक्सीजन लगती हैं। नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) दूसरे रास्ते से reaction करती है, और दोनों का मिश्रण भी असर डालता है, इसलिए असली flue gas सिर्फ़ एक समीकरण से नहीं चलती।

SCR catalyst पर आम reaction

4NO + 4NH₃ + O₂

→ 4N₂ + 6H₂O

6NO₂ + 8NH₃

→ 7N₂ + 12H₂O

NO: नाइट्रिक ऑक्साइड; NO₂: नाइट्रोजन डाइऑक्साइड; NH₃: अमोनिया; O₂: ऑक्सीजन; N₂: नाइट्रोजन; H₂O: पानी।

कुछ catalyst में titanium oxide का आधार होता है और उस पर vanadium और tungsten के हिस्से लगे होते हैं। आकार में honeycomb और plate दोनों आम हैं। कौन-सा catalyst किस यूनिट में लगेगा, यह ईंधन, flue gas की प्रकृति और तापमान तय करते हैं, इसलिए अंदाज़ा मत लगाइए, SCR सप्लायर से पूछिए।

SCR है या SNCR: कैसे पहचानें

साइट पर यूरिया टैंक दिखने से DeNOx का तरीक़ा पता नहीं चलता, क्योंकि selective non-catalytic reduction (SNCR) भी यूरिया इस्तेमाल कर सकता है। Reactor और catalyst है या नहीं देखिए, और दस्तावेज़ों के शब्द भी देखिए।

क्या देखें	SCR	SNCR
Catalyst और reactor	हाँ; गैस catalyst reactor से गुज़रती है	Catalyst नहीं होता
Reagent	अमोनिया या यूरिया	यूरिया सॉल्यूशन या अमोनिया
Reaction कहाँ होती है	कंबशन यूनिट के बाद, catalyst पर	भट्ठी या बॉयलर के अंदर की गर्म गैस में
तापमान की रेंज	SNCR से कम और चौड़ी	ज़्यादा और तंग; एक जापानी incinerator सिस्टम गैस के तापमान के हिसाब से स्प्रे की जगह बदलता है
जापानी दस्तावेज़ में शब्द	shokubai dassho, SCR	mushokubai dassho, SNCR

आधार: EPA SCR fact sheet, EPA SNCR cost manual का चैप्टर और Takuma का टेक्नोलॉजी पेज।

Ammonia slip और असमान मिक्सिंग

ज़्यादा यूरिया भेजना ज़्यादा NOx हटाने का सीधा तरीक़ा नहीं है। अमोनिया कम हो तो NOx बिना reaction के निकल जाता है, और ज़्यादा हो तो बची अमोनिया आगे चली जाती है। इसे ammonia slip कहते हैं। EPA के मुताबिक इससे ammonium sulfate बन सकते हैं जो आगे के हिस्सों को जाम या corrode कर सकते हैं, और वे fly ash में भी जा सकते हैं।

Slip की सीमा आपके permit और design basis से आती है। EPA की 2003 की fact sheet में अमेरिका के permit में आम तौर पर 2–10 ppm लिखा है, और यह भी कि catalyst की activity घटने पर slip बढ़ता है। इन संख्याओं को सिर्फ़ पृष्ठभूमि समझिए, अपनी साइट की सीमा नहीं।

कुल सप्लाई सही हो सकती है और बँटवारा ग़लत। अगर catalyst के inlet पर अमोनिया की concentration जगह-जगह अलग है, तो एक ही समय कहीं कमी और कहीं ज़्यादती हो जाती है। Yanmar की एक technical review बताती है कि भाप बनना और मिक्सिंग NOx हटाने की performance पर बड़ा असर डालते हैं।

जो बूँदें या liquid की परत भाप नहीं बन पातीं, वे deposit छोड़कर injection और गैस के बहाव में रुकावट डाल सकती हैं, इसलिए भाप बनना भी उतना ही ज़रूरी है जितना मिक्सिंग। तापमान, स्प्रे और मिक्सिंग साथ में डिज़ाइन होते हैं, इसलिए यह लेख कोई injection temperature नहीं देता। वे वैल्यू equipment सप्लायर से लीजिए।

नतीजे जाँचने के लिए outlet NOx की तुलना एक ही आधार पर कीजिए। ऑक्सीजन से correction कीजिए ताकि हवा से पतला होने को NOx हटना न समझ लिया जाए, और flue gas का flow और concentration एक ही wet या dry आधार पर लीजिए।

स्टोरेज: तापमान, मटीरियल और लीकेज

स्टोरेज की शर्तें आए हुए प्रोडक्ट और equipment की होती हैं। नीचे की संख्याएँ सिर्फ़ संदर्भ हैं, सेटिंग नहीं। हाथ लगाने से पहले सप्लायर की ताज़ा SDS और अपने प्लांट की procedure पढ़िए।

सैंपल बोतल में साफ़ तरल, बगल में जाँच का उपकरण — क्वालिटी कंट्रोल दिखाने वाली सांकेतिक तस्वीर। सिर्फ़ देखने से concentration या क्वालिटी की पुष्टि नहीं हो सकती।

कम तापमान की सीमा: दूसरे grade की संख्या मत उधार लीजिए

जमना और crystallization concentration पर निर्भर है, इसलिए सारे यूरिया सॉल्यूशन के लिए कम तापमान की एक सीमा नहीं हो सकती। 32.5% वाला मिश्रण eutectic composition है, यानी यूरिया-पानी के सभी मिश्रणों में इसका जमने का तापमान सबसे कम है। ज़्यादा गाढ़े सॉल्यूशन ऊँचे तापमान पर ही crystal बनाना शुरू कर देते हैं, जैसा चित्र 4 में है।

चित्र 4: कम तापमान की सीमा प्रोडक्ट के अपने दस्तावेज़ से लें

DEF के जमने का तापमान industrial 40% टैंक पर मत लगाइए।

32.5% DEF

जमने का तापमान लगभग −11°C (12°F)

स्रोत: Cummins

40% प्रोडक्ट का उदाहरण

Crystallization शुरू 0°C (32°F)

स्रोत: Taiki Yakuhin Kogyo SDS

50% यूरिया सॉल्यूशन

Crystallization 18°C (64°F)

स्रोत: EPA SNCR cost manual का चैप्टर

इन सीमाओं को एक प्रोडक्ट से दूसरे पर मत ले जाइए

0°C की वैल्यू एक 40% प्रोडक्ट की SDS में है; दूसरे सप्लायर दूसरी वैल्यू दे सकते हैं। इनमें से कोई भी संख्या टैंक की heating setpoint या स्टोरेज का मान्य तापमान नहीं है।

जमने से eutectic सॉल्यूशन अपने आप ख़राब नहीं हो जाता। OWI की एक white paper कहती है कि freeze-thaw cycle से DEF की क्वालिटी नहीं बदलती, क्योंकि liquid और ठोस दोनों में यूरिया की concentration एक ही रहती है। यह बात 32.5% DEF के लिए है। किसी और concentration के लिए प्रोडक्ट spec और equipment की हिदायतें देखिए।

ऊँचे तापमान पर लंबा स्टोरेज एक अलग जोखिम है। गर्मी से यूरिया धीरे-धीरे अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड में टूटता है, और पानी उड़ने से concentration बढ़ती है। Taiki की SDS में कहा गया है कि बंद कंटेनर में, ठंडी और हवादार जगह पर, सीधी धूप से दूर रखें।

हर lot के लिए SDS की स्टोरेज शर्तें, बनने की तारीख़ और असल स्टोरेज का तापमान और अवधि देखिए। सब प्रोडक्ट के लिए एक shelf life मत मान लीजिए; अपने प्रोडक्ट की shelf life सप्लायर से पूछिए।

अगर crystal दिखें, तो कारण concentration हो सकता है या गंदगी, और दोनों में जवाब अलग है। अपने मन से पानी मत डालिए और heating की शर्तें मत बदलिए। हालत की जाँच सप्लायर और equipment बनाने वाले की हिदायतों के हिसाब से कीजिए।

तापमान के रीडिंग की भी अपनी सीमाएँ हैं, क्योंकि instrument की किस्म, नापने की जगह और accuracy अलग होती हैं। बाहर के तापमान से अंदाज़ा मत लगाइए; प्लांट ने जो liquid temperature की नाप तय की है, वही इस्तेमाल कीजिए।

Liquid के संपर्क वाले मटीरियल: पूरा रास्ता देखिए

मटीरियल चुनने का मक़सद दो ख़राबियों से बचना है: corrosion से लीकेज, और धातु या अवशेष से सॉल्यूशन का दूषित होना। छपी हुई सूचियाँ आपस में पूरी तरह नहीं मिलतीं, क्योंकि वे अलग-अलग प्रोडक्ट और मक़सद के लिए लिखी गई हैं।

Taiki 40% SDS (कंटेनर): polyethylene और polypropylene
Cummins DEF bulletin (कंटेनर): polyethylene, polypropylene और Grade 316 stainless steel की सिफ़ारिश; carbon steel, copper और copper alloy, zinc, lead, aluminum alloy और magnesium alloy को corrode होने वाले मटीरियल में गिना गया है
EPA SNCR चैप्टर (यूरिया स्टोरेज): plastic, steel या stainless steel, पर copper, copper-based alloy, या zinc और aluminum के fitting नहीं

Steel पर टकराव देखिए: EPA SNCR के यूरिया स्टोरेज के लिए इसे ठीक मानती है, जबकि Cummins का DEF bulletin carbon steel से चेताता है। इनमें से कोई भी सूची हर concentration और तापमान पर मेल की गारंटी नहीं देती, इसलिए अपने सिस्टम की ज़रूरत equipment सप्लायर से लीजिए।

जाँच में टैंक, पाइपिंग, पंप, वाल्व, seal और होज़ सब आते हैं। अगर spec में stainless steel है, तो grade पक्का कीजिए, क्योंकि SUS304 और SUS316 अलग मटीरियल हैं। मेंटेनेंस में पार्ट बदलते समय मटीरियल की मूल शर्तें बनाए रखिए।

मटीरियल मेल खाता हो, तब भी किसी दूसरे केमिकल का अवशेष या बाहरी गंदगी सॉल्यूशन की क्वालिटी बिगाड़ सकती है। अलग ट्रांसफ़र equipment और साफ़ लेबल इस जोखिम को घटाते हैं। Taiki की SDS यह भी चेताती है कि sodium या calcium hypochlorite के संपर्क से विस्फोटक nitrogen trichloride बनता है, इसलिए पूछिए कि सफ़ाई के केमिकल यूरिया वाली लाइन से कैसे अलग रखे जाते हैं।

लीकेज, spill और शरीर पर असर

लीकेज रोकने का मतलब सिर्फ़ टैंक की capacity नहीं है। चित्र 5 में दिखाया है कि माल उतारने वाले कनेक्शन से लेकर इस्तेमाल की जगह तक क्या-क्या जाँचना है।

चित्र 5: जाँच का दायरा टैंक से इस्तेमाल की जगह तक

लेवल, liquid के संपर्क वाला मटीरियल, तापमान और क्वालिटी को एक ही सिस्टम की शर्तें मानिए।

यह जाँच के दायरे का खाका है। TI का मतलब तापमान इंडिकेटर है, और बगल की पतली नली लेवल गेज दिखाती है। इसमें dike का नाप, instrument की किस्म, alarm की सेटिंग या चलाने और दोबारा चालू करने की procedure नहीं बताई गई।

माल उतारते समय टैंक का ओवरफ़िल होना सिर्फ़ हार्डवेयर का सवाल नहीं, स्टॉक का भी सवाल है। इसलिए बचा हुआ माल और उतरने वाला माल एक ही आधार पर गिनना ज़रूरी है। टैंक की capacity और लेवल का रिश्ता equipment के दस्तावेज़ में देखिए। सिर्फ़ रूटीन जाँच से सुरक्षा की गारंटी नहीं मिलती; प्लांट में गड़बड़ी पकड़ने और उस पर कार्रवाई करने का तरीक़ा भी होना चाहिए।

Spill हो तो आए हुए प्रोडक्ट की SDS और अपनी साइट की procedure के हिसाब से चलिए, और liquid को नदी-नालों में मत जाने दीजिए। पानी मिलाकर पतला कर देना हल नहीं है, क्योंकि इकट्ठा किया गया liquid और गंदे हुए औज़ार भी स्थानीय नियमों के अनुसार ठीक से सँभालने होते हैं।

किसी SDS में GHS hazard classification न होने पर भी सावधानियाँ लिखी हो सकती हैं। Taiki की SDS त्वचा और mucous membrane में कुछ जलन की बात कहती है, सुरक्षा दस्ताने और आँखों की सुरक्षा बताती है, और जहाँ प्रोडक्ट रखा या सँभाला जाए वहाँ eyewash और safety shower की माँग करती है। SDS हवा के आवागमन (ventilation) की भी माँग करती है और चेताती है कि गर्मी से टूटने पर अमोनिया गैस निकलती है।

यूरिया सॉल्यूशन flue gas की हर समस्या हल नहीं करता। उदाहरण के लिए sulfuric acid dew point से होने वाला कम तापमान का corrosion NOx हटाने और heat recovery से अलग परखा जाता है।

भारत की साइट पर क्या देखें

भारत में गाड़ियों के DEF का आम नाम AdBlue है, और सप्लायर अक्सर ISO 22241 का हवाला देते हैं। इस लेख में यह पक्का नहीं किया गया कि industrial यूरिया सॉल्यूशन या DEF के लिए BIS (IS) का कौन-सा मानक सीधे लागू होता है। सप्लायर से लिखित में पूछिए कि उनका सर्टिफ़िकेट किस मानक के आधार पर है, और "लगभग वही" को "बिल्कुल वही" मत समझिए।

केमिकल स्टोरेज और सुरक्षा के नियमों के लिए Factories Act 1948 और 2020 के Occupational Safety, Health and Working Conditions Code (OSH Code) का हवाला आता है। इन्हें लागू करने की स्थिति और राज्य के नियम अलग-अलग हो सकते हैं, इसलिए अपने प्लांट के safety विभाग से पक्का कीजिए। NOx की उत्सर्जन सीमा भी आपके प्लांट की पर्यावरण मंज़ूरी और पर्यावरण नियमों से तय होती है; इस लेख की कोई संख्या उसकी जगह नहीं ले सकती।

चेकलिस्ट: ऑर्डर या बदलाव से पहले क्या पक्का करें

जब जापानी specification, लोकल सप्लायर की कोटेशन और लगी हुई मशीन तीनों को आपस में मिलाना हो, तब यह सूची काम आती है।

तरीक़ा: SCR या SNCR, system diagram में catalyst और reactor देखकर पक्का करें
अमोनिया कहाँ बनती है: सीधा स्प्रे, decomposition chamber या hydrolyzer, और सिस्टम में उसकी जगह
Concentration: तय की गई वैल्यू mass percent में, tolerance के साथ
क्वालिटी का मानक: कौन-सी ज़रूरत लागू है (equipment spec, ISO 22241, ISO 18611 या सप्लायर की अपनी spec), और biuret और धातुओं जैसी मदों की सीमाएँ
मात्रा का आधार: मात्रा सॉल्यूशन की है या यूरिया की, और kg में है या लीटर में
Density: volume बदलने के लिए अपने प्रोडक्ट की वैल्यू और उसका तापमान
कम तापमान की सीमा: जमने या crystallization शुरू होने का तापमान अपने प्रोडक्ट के दस्तावेज़ से, दूसरे grade से नहीं
Liquid के संपर्क वाले मटीरियल: टैंक, पाइपिंग, पंप, वाल्व, seal और होज़, stainless steel के grade समेत
गंदगी से बचाव: अलग ट्रांसफ़र equipment, लेबल, और सफ़ाई के केमिकल से दूरी
दस्तावेज़: ताज़ा SDS, spec sheet, और हर डिलीवरी का analysis certificate या test report

जापानी पक्ष से पूछने के सवाल

ये सवाल SCR सप्लायर या केमिकल सप्लायर को भेजिए। जवाब लिखित में माँगिए, ख़ासकर तब जब बात अनुवादक से होकर जा रही हो।

यह सिस्टम SCR है या SNCR, और अमोनिया कहाँ बनती है?
Equipment को कौन-सा यूरिया concentration और क्वालिटी का मानक चाहिए? क्या tolerance तय है?
क्या दूसरा concentration चलेगा (जैसे 40% की जगह 32.5%)? अगर हाँ, तो सप्लाई की मात्रा और कंट्रोल में क्या बदलना होगा, और कौन मंज़ूर करेगा?
आपके दस्तावेज़ में लिखा प्रोडक्ट ही एकमात्र मंज़ूर प्रोडक्ट है, या लोकल से मिलने वाला बराबरी का प्रोडक्ट भी चल सकता है? उसकी test report में क्या दिखना चाहिए?
तय प्रोडक्ट के जमने का तापमान या crystallization शुरू होने का तापमान, density और स्टोरेज की शर्तें क्या हैं?
Liquid के संपर्क में आने वाले हर हिस्से के लिए, seal और होज़ समेत, कौन-से मटीरियल मंज़ूर हैं?
हर डिलीवरी पर receiving inspection की कौन-सी मदें आप सुझाते हैं?
अगर crystal या गंदगी दिखे, तो किससे संपर्क करें और आपको कौन-सी जानकारी चाहिए?

नीचे एक छोटा सा ईमेल है जिसे आप अपने हिसाब से बदल सकते हैं। नाम और equipment की जगह खाली छोड़ी गई है। जापानी सप्लायर को आम तौर पर अंग्रेज़ी में लिखा जाता है, इसलिए नमूना अंग्रेज़ी में है।

Subject: Confirmation of urea solution specification for [Unit name] DeNOx system

Dear [Name],

Your specification [document no.] lists 40% urea solution (nyososui) for the DeNOx system on [Unit name]. We plan to source it locally and need to confirm the following before ordering:

1. Required concentration (mass %) and tolerance
2. Required quality standard and limits for impurities
3. Whether a 32.5% product is acceptable, and any changes it would require
4. Density, crystallization temperature, and storage conditions for the specified product
5. Approved materials for wetted parts, including seals and hoses

Please send the latest SDS and spec sheet with your reply. If any item depends on the system configuration, please tell us who can confirm it.

Best regards,
[Your name, company, plant]

जल्दी देखने के लिए: SCR के जापानी दस्तावेज़ों के शब्द

ये शब्द जापानी spec sheet, SDS और system diagram में अक्सर मिलते हैं। पढ़ने का तरीक़ा रोमन अक्षरों में लिखा है, लंबी स्वर-ध्वनि के निशान के बिना।

जापानी (रोमन में)	हिंदी में मतलब	English
nyososui / nyoso-eki	यूरिया सॉल्यूशन	Urea solution
dassho / haien dassho	NOx हटाना / flue gas से NOx हटाना	DeNOx / flue gas denitration
chisso sankabutsu	नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx)	Nitrogen oxides (NOx)
kangenzai	reducing agent (यहाँ अमोनिया)	Reducing agent
shokubai / dassho shokubai	catalyst / DeNOx catalyst	Catalyst / DeNOx catalyst
sentaku shokubai kangen	SCR	Selective catalytic reduction
mushokubai dassho	बिना catalyst वाला DeNOx (SNCR)	Non-catalytic DeNOx (SNCR)
netsu bunkai / kasui bunkai	गर्मी से टूटना / पानी से टूटना	Thermal decomposition / hydrolysis
shitsuryo bunritsu, shitsuryo pasento	वज़न का अनुपात, वज़न का प्रतिशत	Mass fraction, mass percent
kessho kaishi ondo	crystal बनना शुरू होने का तापमान	Crystallization onset temperature
gyokoten	जमने का तापमान	Freezing point
setsueki-bu	liquid के संपर्क वाले हिस्से	Wetted parts
boekitei	रोक-दीवार (liquid फैलने से रोकने वाली)	Containment dike
ukeire kensa	माल आने पर जाँच	Receiving inspection
anzen deta shito	SDS	Safety data sheet
shiken seisekisho	test report / analysis certificate	Test report, certificate of analysis
keito-zu	system diagram	System diagram
hainetsu kaishu boira	HRSG	Heat recovery steam generator

इस गाइड की सीमाएँ

यह गाइड specification को पढ़ना और मिलाना सिखाती है। इसमें injection rate, injection temperature, heating setpoint, स्टोरेज तापमान या spill के बाद की सफ़ाई और दोबारा चालू करने की procedure नहीं दी गई है, और इसके किसी हिसाब को इन्हें तय करने में इस्तेमाल नहीं करना चाहिए।

ज़रूरतें equipment बनाने वाले, प्रोडक्ट और देश के हिसाब से बदलती हैं। क्या लागू है, यह SCR सप्लायर, केमिकल सप्लायर, आपका permit और स्थानीय नियम तय करते हैं। ऊपर के प्रोडक्ट के उदाहरण सिफ़ारिश नहीं हैं और पूरी सूची भी नहीं। यहाँ की ISO सीमाएँ सप्लायरों की उन data sheet से हैं जो मानकों का हवाला देती हैं; जहाँ कॉन्ट्रैक्ट इन पर टिका हो, वहाँ मानक ख़ुद देखिए।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल (FAQ)

क्या industrial 40% यूरिया सॉल्यूशन DEF या AUS40 की जगह चल सकता है?

सीधे बदलकर नहीं। DEF 32.5% होता है और उसका अपना क्वालिटी का मानक है, और कुछ industrial 40% प्रोडक्ट साफ़ लिखते हैं कि वे उसी 40% पर भी AUS40 पूरा नहीं करते। वही प्रोडक्ट चुनिए जो equipment की बताई concentration और क्वालिटी पूरी करता हो।

AUS32 और AUS40 में क्या फ़र्क़ है?

AUS32 डीज़ल इंजन के लिए ISO 22241 सीरीज़ वाला 32.5% सॉल्यूशन है, और AUS40 जहाज़ के इंजन के लिए ISO 18611 सीरीज़ वाला 40% सॉल्यूशन। दोनों की concentration और impurity की सीमाएँ अलग हैं, और सप्लायरों की data sheet में यह biuret जैसी मदों में दिखता है। इनमें से कोई भी अपने-आप किसी stationary प्लांट की ज़रूरत से नहीं मिलता।

क्या जमा हुआ यूरिया सॉल्यूशन ख़राब हो जाता है?

32.5% DEF के लिए ज़रूरी नहीं। OWI की white paper के मुताबिक freeze-thaw cycle से भी उसकी क्वालिटी बनी रहती है। इसे दूसरी concentration पर लागू मत कीजिए; उनके लिए प्रोडक्ट spec और equipment की हिदायतें देखिए।

क्या ज़्यादा यूरिया डालने से हमेशा ज़्यादा NOx हटता है?

नहीं। ज़्यादा अमोनिया आगे निकल सकती है (slip), और असमान मिक्सिंग से एक ही समय कहीं कमी और कहीं ज़्यादती हो सकती है। सप्लाई की मात्रा flue gas के flow, तापमान, NOx की concentration और catalyst को देखकर डिज़ाइन होती है।

क्या 32.5% और 40% सॉल्यूशन की तुलना volume (लीटर) से हो सकती है?

सीधे नहीं, क्योंकि प्रतिशत वज़न के हिसाब से हैं। पहले उस concentration और तापमान की density से लीटर को kg में बदलिए, फिर यूरिया का वज़न मिलाइए। बराबर volume में यूरिया बराबर नहीं होता।

स्रोत (Sources)

SCR overview, ammonia slip, catalyst shapes, and advantages over SNCR: U.S. EPA, Air Pollution Control Technology Fact Sheet: Selective Catalytic Reduction (EPA-452/F-03-032)
Urea conversion before injection in SCR: U.S. EPA, Air Pollution Control Cost Manual, Chapter 2: Selective Catalytic Reduction
50% urea properties and storage materials: U.S. EPA, Air Pollution Control Cost Manual, Chapter 1: Selective Noncatalytic Reduction
DEF freezing point, containers, and corrosive materials: Cummins Emission Solutions, "DEF Quality and Maintenance"
DEF eutectic point and freeze-thaw behavior: OWI, "DEF Heating and Cooling: Effect on Product Quality and Shelf Life"
AUS32 limits: Irving, DEF data sheet
AUS40 limits: Sinopec, Marine Grade Diesel Exhaust Fluid data sheet
AUS40 standard scope: ISO 18611-1:2014
Urea decomposition equipment: Fuel Tech, ULTRA systems
Hydrolyzer at a power plant: Valmet, article on NOx control at Salmisaari B (Japanese page)
SCR reactions, plate and honeycomb catalysts: Mitsubishi Heavy Industries, flue gas denitration systems (Japanese)
Catalyst composition: IHI Engineering Review, NO₂ reduction honeycomb catalyst (Japanese)
Evaporation, mixing, and performance: Yanmar Technical Review, 2017
SNCR without catalyst: Takuma, SNCR technology (Japanese)
Industrial 40% vs. AUS40: Hokkaido Mitsui Chemicals, urea solution (Japanese)
40% SDS (composition, storage, materials, spills, crystallization onset): Taiki Yakuhin Kogyo, urea solution SDS (Japanese)
Concentrations and applications: Yuken Kagaku, urea solution for denitration (Japanese)
Urea solution for flue gas denitration: Taki Chemical, urea solution (Japanese)

मूल जापानी लेखयह गाइड जापान के पाठकों के लिए लिखे गए MONOSCOPE के एक लेख पर आधारित है: 発電所に尿素水がある理由は？脱硝の仕組み・濃度と保管の注意点

विषयमेंटेनेंस और क्वालिटी

संपादक के बारे में

MONOSCOPE संपादकीय टीमFOUNDER & EDITOR

प्लांट उपकरण निर्माता और प्लांट इंजीनियरिंग कंपनी में लगभग दस साल तक उपकरणों के प्रस्ताव, डिज़ाइन और कमीशनिंग का काम करने के बाद डिजिटल मार्केटिंग में आए। आज B2B निर्माताओं को वेब कंसल्टिंग देते हैं, ताकि वे अपने उत्पाद और तकनीक आसानी से समझा सकें। जापान के राष्ट्रीय लाइसेंस Energy Manager और तृतीय श्रेणी चीफ़ इलेक्ट्रिकल इंजीनियर धारक।

2017 से एक इंजीनियरिंग ब्लॉग (500 से ज़्यादा लेख) और लगभग 20,000 सब्सक्राइबर वाला जापानी YouTube चैनल चलाते हैं। हर गाइड जापानी शॉप फ़्लोर के नज़रिए से लिखा जाता है और उद्धृत मानकों से मिलाकर जाँचा जाता है।

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