Biomethane Brochure

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Table of Contents 1.

Biomethane: an understanding बायो मीथेन: एक झलक .............................................................................................................................4

2.

Prologue प्राक्कथन ..................................................................................................................................................6

3.

Production and usage of biomethane बायो मीथेन का उत्पादन और इस्तेमाल ..........................................................................................................7

4.

Pre-Treatment पूर्वट्रीटमेंट ............................................................................................................................................11

5.

Biogas Upgradation Technologies बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें .............................................................................................................15

6.

Safety First सुरक्षा सर्वोपरि ......................................................................................................................................28

7.

Biomethane Utilization बायो मीथेन की उपयोगिता .......................................................................................................................30

8.

Technological Innovations and Perspectives तकनीकी नवप्रवर्तन और दृष्टिकोण ..............................................................................................................37

9.

Biomethane-An Indian Perspective बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया .............................................................................................................40

10.

Company Directory............................................................................................................................49

11.

Useful Figures...................................................................................................................................59

12.

Organizations....................................................................................................................................61

13.

Glossary and Expansion of Abbreviations.........................................................................................62

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Statements

The Indian Biogas Association actively supports the development of biogas and

biomethane particularly in the present energy context. The objectives of the envisaged energy turnaround can be attained in an economically justifiable manner if biomethane can be conveniently used as a readily available option in the energy mix. Owing to its flexibility as a versatile fuel, biogas and biomethane can supplement the energy requirements pertaining to clean cooking fuel in households, thermal needs in industries, and the transportation sector. However, a dedicated political willingness throughout the country across governance levels is important to attain this objective.

DR. A.R. SHUKLA President, IBA, Ex-Advisor, Ministry of New and Renewable Energy (MNRE)

ʼʼ

To successfully manage the global energy demand, we must move away from the

use of fossil fuels for electricity, heat production, and transportation. The flexibility of the potential applications of biomethane makes it an ideal basis for advancing this development in the energy sector. Particularly in an international context, biomethane technology, which is already well developed, has the potential to provide a far more sustainable energy supply compared with the conventional energy mix.

MR. HORST SEIDE President of the German Biogas Association

ʼʼ

Effective implementation of biomethane in India will safeguard our existing internal

energy resources alongside offering flexibility in energy storage. The adoption of biomethane makes the gaseous form of energy increasingly sustainable by significantly reducing the carbon footprint in the agriculture and transportation sectors. Biomethane is by far a completely unique constellation of synergies as upgraded forms of biogas such as bio-CNG or bio-PNG open up several new possibilities, especially with respect to utilization of locally available organic waste.

PROF. AMIT GARG Indian Institute of Management, Ahmedabad

ʼʼ

Biogas is an essential chunk of the renewable energy mix that shall allow us to

transit to a utopian scenario of a low carbon footprint. Biogas, produced from biomass, has the benefits of being independent of weather pattern, as is the case with solar and wind energies. Thus, it is a reliable source of energy. It also has a large greenhouse gas mitigation potential, especially after transformation to biomethane, which may be distributed through already available gas pipeline infrastructure or used “as-is” in the transportation sector, replacing fossil fuels.

PROF. P.K. MISHRA Indian Institute of Technology-BHU, Varanasi

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ʼʼ


Biomethane: an understanding / बायो मीथेन: एक झलक The biogas plant can be compared with a cow. Ruminant

बायोगैस प्लांट की तुलना एक गाय से की जा सकती है। रूमिनैंट पशु जैसे

animals (cows, goats, and sheep) are unique because

की गायें, बकरियां, और भेड़, इस मामले में अनूठे होते हैं। उनके पेट चार भाग

of their four stomach compartments: reticulum, rumen, omasum, and abomasum. The rumen is a large hollow

में विभाजित होते हैं, जिन्हे रेटिकुलम, रूमेन, ओमैसम, और एबोमैसम नाम

muscular organ where microbial fermentation occurs. The

से जाना जाता है। रूमेन एक बड़ा खोखला पेशीय अंग है, जहां सूक्ष्मजीवों

function of the rumen is similar to a bio-digester in a biogas

का फर्मेंटेशन होता है। रूमेन का कार्य एक बायोगैस प्लांट बायो- डाइजेस्टर

plant, wherein the presence of certain bacteria promotes

के समान है, जहां कुछ विशेष बैक्टीरिया, गैसों का उत्पादन करते है। ये गैसें

the development of gases. These gases are found in the

रूमेन के ऊपरी हिस्से में पाई जाती हैं जिसमे कार्बन डाइऑक्साइड और

upper part of the rumen with carbon dioxide and methane

मीथेन [CH4] का सबसे बड़ा हिस्सा होता है। इन गैसों का अनुपात, बायोगैस

(CH4) comprising the largest portion. The proportion of these gases is dependent on rumen ecology similar to the

प्लांट में डाइजेस्टर के इकोसिस्टम की तरह रूमेन इकोलॉजी पर निर्भर होता

ecosystem of the digester in a biogas plant. On an average,

है। एक गाय से, फर्मेंटेशन द्वारा उत्पन्न औसतन लगभग 300–400 लीटर

approximately 300–400 L of ruminal gas (analogous to

रूमिनल गैस (बायोगैस प्लांट्स में बायोगैस के समान) प्रत्येक दिन बाहर

biogas in biogas plants) produced by fermentation is belched out each day by a cow.

निकलती है।

Biogas to Biomethane

बायोगैस से बायो मीथेन

The transformation of biogas into biomethane, with

अज्वलनशील भागों को हटाते हुए CH4 की अधिक प्योरिटी के साथ

increased purity of CH4 by removal of non-flammable

बायोगैस का बायो मीथेन में बदलना, हाल ही में अधिक उपयोगी बन गया

components, has become increasingly relevant recently. There are numerous advantages of transforming the crude

है। क्रूड बायोगैस को बायो मीथेन में रूपांतरित करने के अनेक लाभ हैं,

biogas into biomethane, making it versatile for utilization

जो इसे विविध रूपों में इस्तेमाल किए जाने के लिए उपयोगी बनाते हैं।

in various forms. Biomethane offers the crucial advantage

कच्ची बायोगैस की तुलना में बायो मीथेन, अधिक एनर्जी घनत्व के कारण

of being highly energy dense as compared with raw

महत्त्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है। अतः पास के स्थानों पर पर्याप्त हीट डिमांड

biogas. Thus, apart from the usage of biomethane at nearby locations with sufficient heat demand, it can also

के रूप में बायो मीथेन की उपयोगिता के अलावा, इसे प्रेशराइज्ड भी किया

be pressurized and stored in cascades or gas cylinders.

जा सकता है और तत्पश्चात कैस्केड्स अथवा गैस सिलेंडरों में स्टोर किया

Also, as biomethane is similar to natural gas in terms of its

जा सकता है। साथ ही, चूंकि कंपोजीशन के मामले में बायो मीथेन, नेचुरल

composition, it can also be referred to as bio natural gas,

गैस के समान होती है, इसलिए इसे बायो नेचुरल गैस भी कहा जा सकता है,

which can be inserted into the gas grid carrying natural

जो नेचुरल गैस ले जाने वाले गैस ग्रिड में डाली जा सकती है।

gas.

PROCESS DESCRIPTION OF PRODUCTION AND USAGE OF BIOGAS AND BIOMETHANE SCIENTIFIC WASTE MANAGEMENT

ORGANIC WASTE RECYCLING

PIPE GAS COMPRESSION

TRANSPORTATION

ELECTRICITY BIOGAS

BIO-SLURRY

BIOGAS PLANT

DRYING & DESULPHURIZATION

CO2 REMOVAL

THERMAL

PHASE SEPERATION/ENRICHMENT

FERTILIZER

DIRECT USE

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BIOGAS TO BIOMETHANE

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Cryogenic Treatment

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Membrane Separation

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Dry Batch Digestion

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Scubbing Technologies

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Dry Continuous Digestion

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Wet Continuous Digestion

Pressure Swing Adsorption

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Flexible energy supply from biomass

The depicted symbols are consistently used throughout the booklet

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Prologue / प्राक्कथन The information presented has been prepared by the IBA with contribution from the German Biogas Association (GBA) to promote awareness and serve the growing

बायोगैस के प्योरिफाइड रूप बायो मीथेन के प्रति जागरूकता बढ़ाने और बढ़ती रूचि पूरी करने के लिए, प्रस्तुत जानकारी, जर्मन बायोगैस एसोसिएशन

interest in the purified form of biogas, namely biomethane.

(GBA) के सहयोग से इंडियन बायोगैस एसोसिएशन (IBA) द्वारा तैयार की

The brochure essentially focuses on the safe and efficient

गई है। यह ब्रोचर बायो मीथेन के उत्पादन की विभिन्न पहलुओ मुख्यतः

production and use of biomethane with the various

बेहतर तकनीकों, इसके फायदों, और उपयोगिता के साधनों के साथ इसके

upgrading technologies for its production, advantages on offer, and means of utilization. First, the possible pretreatment steps (e.g. drying, desulfurization, and the

सुरक्षित और बेहतर उत्पादन और इस्तेमाल पर केंद्रित है। सबसे पहले, संभावित प्री-ट्रीटमेंट स्टेप्स (जैसे कि ड्राइं ग, डिसल्फराइजेशन, और अन्य

removal of other components) are explained. Second, the

भागों को हटाना) के बारे में वर्णन किया गया है। उसके पश्चात, CH4

various techniques for CH4 enrichment such as membrane

एनरिचमेंट की अनेक तकनीकों, जैसे कि मेम्ब्रेन सेपरेशन, स्क्रबिं ग तकनीकों,

separation, scrubbing technologies, pressure swing adsorption (PSA), and cryogenic treatment are discussed. Additionally, there is a brief section covering safety

प्रेशर स्विं ग एड्जार्प्शन (PSA), और क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट पर चर्चा की गई है। इसके अलावा, एक छोटे खंड में बायो मीथेन प्लांट्स चलाने से संबंधित

aspects related to the operation of biomethane plants.

सुरक्षा के पहलुओ ं को भी दर्शाया गया है। भारतीय नज़रिए से अनेक कानूनी

The various legal frameworks from an Indian perspective

नियमों को भी संक्षेप में पेश किया गया है। नेचुरल गैस ग्रिड अथवा हाई-

are also briefly introduced. The possible applications of biomethane put into circulation through the natural gas grid or high-pressure cylinders are explored. The brochure

प्रेशर सिलेंडरों के माध्यम से सर्कु लेटेड बायो मीथेन के संभावित प्रयोगों पर चर्चा की गई है। इसके बाद ब्रोचर में बायो मीथेन परियोजनाओं से संबंधित

then provides a glimpse of the various innovative value-

अनेक नए वैल्यू-एडेड प्रोडक्ट्स की एक झलक दी गई है। प्रस्तुत तकनीकों

added products related to biomethane projects. This

के इस वर्णन के पूरक रूप में बायो मीथेन प्लांट निर्माण, परियोजना विकास

overview of the technologies on offer is supplemented

और कम्पोनेन्ट और प्रक्रिया सहायक उत्पादन में अनुभवी कुछ कंपनियों की

by a directory of a few companies experienced in biomethane plant construction, project development, and

एक निर्देशिका दी गई है। अंत में, पाठक उपयोगी मानक शब्दावली और

component and process auxiliary production. At the end,

परिभाषाओं की एक सूची देख सकते हैं। इनपुट फीडस्टॉक और अपनाए

the reader can find a list of relevant standard terminology

गए बिजनेस मॉडल के संदर्भ में कुछ अपनाने लायक बायो मीथेन प्लांट्स के

and definitions. Some of the reference biomethane plants

संदर्भ भी दिए गए हैं।

that are exemplary in terms of their input feedstock and adopted business model are listed.

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Production and usage of biomethane / बायो मीथेन का उत्पादन और इस्तेमाल

The biogas process is a natural process, which takes place in environments such as marshy lands, swamps, and in the digestive tracts of some ruminant animals such as cows.

बायोगैस प्रक्रिया एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, जो वातावरण में जैसे कि दलदली भूमि, दलदलों में, और कुछ रूमिनैंट पशुओ ं जैसे कि गायों के पेट में

During the process, organic material is decomposed by

होती है। इस प्रक्रिया के दौरान, ऑक्सीजन के बिना आर्गेनिक पदार्थों को

microbial organisms in the absence of oxygen and turned

सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित किया जाता है और मुख्य रूप से CH4 में बदला

predominantly into CH4, having a calorific value of 9.97

जाता है, जिसकी कैलोरी वैल्यू 9.97 kWh/Nm3 होता है।

kWh/Nm³.

Biogas technology uses this natural process to convert organic material into energy. Possible feedstocks are

बायोगैस तकनीक में जैविक पदार्थ को एनर्जी में बदलने के लिए इस प्राकृतिक प्रक्रिया का इस्तेमाल किया जाता है। संभावित फीडस्टॉक

animal by-products such as manure, agro-residues

के रूप में पशुओ ं के गोबर, फसल की कटाई के बाद बचे कृषि-अवशेष,

after crop harvesting, industrial and commercial wastes

बायोलॉजिकल इं डस्ट्रियल और कॉमर्शि यल वेस्ट, शहरी कचरा (जैसे कि

of organic origin, segregated waste from municipalities (such as restaurant, vegetable market, community center, and household wastes). The main product of the decomposition process is CH4, which can be used as

an energy carrier in a wide range of applications. The CH4 content of the biogas generated varies from 50 to 70 vol%, depending on the feedstock. The remaining part of the biogas consists largely of CO2 (30–45 vol%).

रेस्तरां, सब्जी बाजार, कम्युनिटी केंद्र और घरेलू कचरा) आदि का इस्तेमाल किया जा सकता हैं। डिकम्पोजिशन प्रक्रिया का मुख्य प्रोडक्ट CH4 है, जिसे विविध प्रकार के प्रयोगों में एनर्जी वाहक की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है। बनने वाली बायोगैस CH4 की मात्रा 50 से 70 vol%, के बीच होती है, जो फीडस्टॉक पर निर्भर होती है। बायोगैस के शेष भाग में ज्यादातर CO2 (30–45 vol%) होती है। इसके अलावा, कच्चे बायोगैस में थोड़ी

Additionally, raw biogas contains small amounts of water

आर्द्रता (H2O), ऑक्सीजन (O2), हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S), अमोनिया

(H2O), oxygen (O2), hydrogen sulfide (H2S), ammonia

(NH3), और अन्य ट्रेस गैसें होती हैं। जैविक पदार्थ के डिकम्पोजिशन

(NH3), and other trace gases. The decomposition of

the organic material can be divided into four different phases, namely hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis,

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को चार भागों में बांटा जा सकता है, जो हाइड्रोलिसिस, एसिडोजेनेसिस, एसिटोजेनेसिस और मीथेनोजेनेसिस कहलाते हैं। हाइड्रोलिसिस के दौरान, लंबी श्रृंखला वाली जटिल संरचनाएं जैसे कि कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन या वसाएं ,


Production and usage of biomethane / बायो मीथेन का उत्पादन और इस्तेमाल and methanogenesis. During hydrolysis, complex longchain structures such as carbohydrates, proteins, or fats are broken down into smaller molecules such as amino

छोटे अणुओ ं जैसे कि अमीनो एसिड, शुगर, और फैटी एसिड में टू टती हैं। बाद में एसिडोजेनेसिस के दौरान, पहले चरण में बने इं टरमीडिएट प्रोडक्ट

acids, sugars, and fatty acids. During the subsequent

और अधिक अपघटित होकर निम्नतर फैटी एसिड और अन्य कार्बोक्सिलिक

acidogenesis, the intermediate products formed in the

एसिड जैसे कि ब्यूटिरिक और प्रोपियोनिक एसिड बनाते हैं। हाइड्रोजन,

first step are further degraded to form lower fatty acids

CO2, और ऐसिटिक एसिड, जो मीथेन के बाद के उत्पादन के मूल तत्व हैं, ये

and other carboxylic acids such as butyric and propionic acid. Hydrogen, CO2, and acetic acid, which are the basic

elements for the subsequent production of methane,

अतिरिक्त रूप से उत्पादित होते हैं। एसिटोजेनेसिस के दौरान, कमजोर फैटी एसिड एसिटोजेनिक सूक्ष्मजीवों द्वारा एसिटिक एसिड में तोड़े जाते हैं। इस

are additionally produced. During acetogenesis, the

प्रकार, बायोगैस प्रक्रिया के चौथे चरण मीथेनोजेनेसिस के लिए प्रोडक्ट

lower fatty acids are broken down into acetic acid by

उपलब्ध हो जाते हैं। इस चरण के दौरान, पृथ्वी पर प्राचीनतम जीवन रूप,

acetogenic microorganisms. Thus, the starting products for methanogenesis, the fourth step of the biogas process, are available. During this phase, archaea, the oldest forms

आर्कि या, एसिटिक एसिड या हाइड्रोजन और कार्बन को मीथेन में बदलते हैं। ये प्रक्रिया डाइजेस्टर अथवा फर्मेन्टर कहलाने वाली एक सील की हुई,

of life on earth, convert acetic acid or hydrogen and carbon

सील्ड सिस्टम में होती है, जिसे प्रभावी प्रक्रिया करने के लिए pH, टेम्प्रेचर

into methane. These processes occur in a sealed, airtight

और फीडस्टॉक कंपोजीशन के संबंध में सूक्ष्मजीवों की ज़रूरतों के अनुसार

system called a digester or fermenter, which must be adapted precisely to the needs of the microorganisms with

एडॉप्ट होना चाहिए।

regards to pH, temperature, and feedstock composition to

उत्पन्न बायोगैस का इस्तेमाल कई प्रकार से किया जा सकता है। बायोगैस

ensure an effective process.

तकनीक के शुरुआती एडॉप्टिव स्टेजों के दौरान, बायोगैस को मुख्य रूप से

The biogas produced during this process can be used

तापीय प्रयोगों जैसे कि खाना पकाने के लिए इस्तेमाल किया गया था या

in numerous ways. During the earlier adaptive stages of

एक कंबाइं ड हीट और पॉवर यूनिट (CHP) द्वारा बिजली और हीट में बदला

biogas technology, biogas was primarily used for thermal applications such as cooking or was converted into

गया था। बाद में, समृद्ध बायो मीथेन या बोतलबंद बायो-CNG के रूप में

electricity and heat by a combined heat and power unit

बायोगैस के इस्तेमाल के तरीके में बदलाव हुआ। बायो-CNG के रूप में

(CHP). Off late, the trend of biogas end usage has changed

बायो मीथेन के इस्तेमाल का विस्तृत विवरण इस ब्रोचर में आगे दिया गया

in the form of enriched biomethane or the bottled bio-CNG.

है। हालाँकि, गैस को आगे इस्तेमाल किए जा सकने से पहले, इसे एक

VALUE CHAIN OF BIOGAS Fuel

BIOMETHANE

Heat/Cold

Digester Electricity

Gas Storage

Biogas Upgrading Heat/Cold

Digestate

Combined Heat and Power Unit (CHP)

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Electricity

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Production and usage of biomethane / बायो मीथेन का उत्पादन और इस्तेमाल

A detailed description of the end usage of biomethane as bio-CNG is provided later in this brochure. However, before the gas can be used any further, it must be conditioned to

निश्चित सीमा तक कंडीशंड किया जाना चाहिए। कच्ची बायोगैस आद्रता से संतृप्त होती है और इसमें H2S के अलग-अलग स्तर होते हैं, जिससे जंग लग

certain extent. Raw biogas is water saturated and contains

सकती है और इं जन, कैटेलिस्ट अथवा धातु, कंक्रीट और लकड़ी की अन्य

varying levels of H2S, which can lead to corrosion and

सतहों को नुकसान हो सकता है। ट्रीटमेंट के बाद बायोगैस CHP में इस्तेमाल

damage the engine, catalysts, or other metal, concrete,

and wooden surfaces. After treatment, the biogas can be combusted in the CHP, causing the engine to drive a generator. The generated heat can be made accessible

की जा सकती है, जिससे इं जन द्वारा जनरेटर चलाया जा सकता है। तैयार हीट को बाहरी इस्तेमालकर्ताओं के लिए हीट एक्सचेंजर्स द्वारा सुलभ बनाया जा सकता है। हालाँकि, तैयार होने वाली हीट का लगभग 10%–30% भाग

to external users by heat exchangers. However, about

डाइजेस्टर को गर्म करने के लिए और बैक्टीरिया को उचित जीवन स्थितियां

10%–30% of the heat generated is required for heating the

प्रदान करने के लिए आवश्यक होता है। हीट का शेष भाग अनेक प्रकार

digesters and providing optimum living conditions to the bacteria. The remaining proportion of heat can be used in a variety of applications such as industrial plants, public

के प्रयोगों जैसे कि औद्योगिक प्लांट्स, सार्वजनिक सुविधाओं, अस्पतालों, स्विमिं ग पूल और ग्रीनहाउस आदि में किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से,

facilities, hospitals, swimming pools, and greenhouses.

तापीय एनर्जी का इस्तेमाल शीतलन (कूलिं ग) के लिए भी किया जा सकता

Alternatively, the thermal energy can also be used for

है, जो भारत की गर्म जलवायु के कारण यहां एक आकर्षि त विकल्प है।

cooling, which is an attractive alternative in India owing to

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Production and usage of biomethane / बायो मीथेन का उत्पादन और इस्तेमाल its warmer climate.

बिजली और हीट के सीधे तौर पर उत्पादन के अलावा, CO2 से CH4 को

In addition to the direct production of electricity and

पृथक करके बायोगैस को बायो मीथेन में भी प्रोसेस किया जा सकता है।

heat, biogas can also be processed into biomethane by

इससे गैस की CH4 मात्रा 90 vol% से अधिक बढ़ जाती है। बायो मीथेन में

separating the CH4 from the CO2. This increases the CH4

नेचुरल गैस के समान फिजिकल और केमिकल गुण होते हैं, और इसे सीधे

content of the gas to more than 90 vol%. Biomethane has similar physical and chemical properties to natural gas,

नेचुरल गैस ग्रिड में फीड और स्टोर किया जा सकता है, जहां से इसे वितरित

and it can be fed and stored directly in the natural gas grid,

किया जा सकता है। बाद में गैस को नेचुरल गैस ग्रिड से अन्य स्थान पर

from where it is distributed. Subsequently, the gas can be

रिकवर और इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, CNG चालित

retrieved and utilized from the natural gas grid at another

वाहनों में बायो-CNG को ईंधन के रूप में भरा जा सकता है, जो कि वाहनों में

location. Additionally, vehicles powered by CNG can be

ईंधन के तौर पर इस्तेमाल के लिए 200–250 bar तक कम्प्रेस्ड बायो मीथेन

refueled using bio-CNG, biomethane compressed up to 200–250 bar for the further fueling of vehicles. Alternatively,

होती है। वैकल्पिक रूप में, तय सर्वि स स्टेशनों को सीधे बायो मीथेन प्लांट

designated service stations may be supplied directly from

से CNG वाहनों में ईंधन भरने के लिए सप्लाई की जा सकती है। बायो-CNG

a biomethane plant to fuel CNG vehicle fleets. Biomethane

के रूप में बायो मीथेन को हाई- प्रेशर वाले सिलेंडरों में भरा जा सकता है

as bio-CNG can be filled into high-pressure cylinders and

और फिर एनर्जी अथवा ईंधन की स्थानीय मांग पूरी करने के लिए अपेक्षित

can then be transported to the desired point of usage for fulfilling the local energy or fuel demand. Therefore,

उपयोगिता स्थान तक परिवहन किया जा सकता है। इस तरह से, बायो

biomethane is one of the most flexible available renewable

मीथेन ग्रीनहाउस गैस निकास को कम करने वाला एक सबसे सरल उपलब्ध

energy source for reducing greenhouse gas emissions.

रिन्यूएबल एनर्जी स्रोत है। भारतीय मानक ब्यूरो द्वारा तय बायो मीथेन निर्देश

Specifications for biomethane as defined by the Bureau of

नीचे तालिका में दिए गए हैं:

Indian Standards are tabulated below:

BIS standards of biomethane

Constituent

Range

Method of Test

CH4 percentage (Min.)

90

IS 15130 (Part 3)

Moisture in mg/m3 (Max.)

5

IS 15641 (Part 2)

H2S in mg/m3 (Max.)

20

ISO 6326-3

10

IS 15130 (Part 3)

4

IS 15130 (Part 3)

0.5

IS 15130 (Part 3)

Co2+N2+O2 percentage,

10 IS 15130 (Part 3) [Max. (v/v)] CO2 percentage [Max. (v/v)] 4 IS 15130 (Part 3) (when intended for filling in cylinders) O2 percentage [Max. (v/v)]

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Pre-Treatment / पूर्वट्रीटमेंट Pretreatment and cleaning is necessary for the further processing and subsequent use of biomethane. If biomethane is to be injected into the gas grid, its properties must be compatible with those of natural gas. If it is to be

बायो मीथेन के आगामी प्रोसेसिं ग और उसके बाद इस्तेमाल के लिए प्रीट्रीटमेंट और सफाई आवश्यक होती है। अगर बायो मीथेन को गैस ग्रिड में इं जेक्ट किया जाना है, तो इसके गुण नेचुरल गैस के अनुरूप अवश्य होने

used as vehicle fuel, it must comply with the requirements

चाहिए। अगर इसे वाहनों में ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जाना है, तो इसे

for fuel quality.

ईंधन की क्वॉलिटी की अपेक्षाओं के अनुरूप होना चाहिए।

The presence of potential impurities in raw biogas depends

कच्ची बायोगैस में संभावित अशुद्धियों की मौजूदगी, प्रयुक्त फीडस्टॉक और

essentially on the feedstock used and technology applied in the production process. In compliance with the Indian legal quality requirements for biomethane, pretreatment procedures must be applied.

उत्पादन प्रक्रिया में लागू तकनीक पर ही निर्भर करती है। बायो मीथेन के लिए क्वॉलिटी की भारतीय कानूनी अपेक्षाओं का पालन करने के लिए, प्रीट्रीटमेंट प्रक्रियाएं अवश्य की जानी चाहिए।

Various gaseous impurities present in biogas that must

बायोगैस में मौजूद अनेक गैसीय अशुद्धियां जिनका प्री-ट्रीटमेंट आवश्यक

undergo pretreatment are as follows:

है, नीचे दिए गए हैं:

• H2S;

• H2S;

• H2O;

• H2O;

• Silicon-organic compounds such as siloxanes;

• सिलिकॉन- आर्गेनिक कंपाउं ड्स जैसे कि सिलोक्सेन (Siloxane);

• O2;

• O2;

• NH3; and • Dust, oil, and aerosols. Depending on the particular contents of the raw biogas and specification requirement of biomethane, various trace gases may have to be removed by the following methods:

• NH3; और • धूल, तेल व एयरोसोल| कच्ची बायोगैस की विशेष मैटेरियल्स और बायो मीथेन की निर्दि ष्ट अपेक्षाओं के अनुसार, अनेक ट्रेस गैसों को निम्नलिखित विधियों से हटाने की ज़रूरत हो सकती हैः

Desulfurization Depending on the origin of the biogas, H2S can occur

डिसल्फराइजेशन

in concentration ranges from approximately 70 ppm

बायोगैस की उत्पत्ति के आधार पर, H2S लगभग 70 पीपीएम (कुछ मामलों

(in some cases) to as high as 30,000 ppm for some

में) से लेकर कुछ विशिष्ट फीडस्टॉक के लिए 30,000 पीपीएम तक उच्च

specific feedstock containing high amounts of sulfur.

हो सकता है। H2S आद्रता के साथ में खतरनाक हो सकता है क्योंकि यह

H2S can be dangerous in combination with H2O because it gets converted to sulfuric acid, a highly corrosive reagent. During combustion, H2S oxidizes to form

sulfur dioxide (SO2), which accumulates on sensitive

सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्ति त हो जाता है, जो कि एक अत्यधिक कोरोसिव एजेंट होता है। जलने के दौरान, H2S ऑक्सीकृत होकर सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) बनाता है, जो नाजुक पुरजों (जैसे कि कैटेलिस्ट) पर जमा होता है

components (e.g. catalysts) and acts as an environmental

और पर्यावरण प्रदूषक की तरह काम करता है। इसलिए, बायोगैस को आगे

pollutant. Consequently, biogas must be subjected to a

प्रोसेसिं ग, फीड-इन, और इस्तेमाल से पहले डिसल्फराइजेशन प्रक्रिया से

desulfurization process before further processing, feed-in,

ज़रूर गुजारा जाए।

and use. A variety of desulfurization procedures can be followed: • Biological desulfurization: air injection to provide O2 for bacteria to convert H2S to elementary sulfur is an

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अनेक प्रकार की निम्नलिखित डिसल्फराइजेशन प्रक्रियाएं अपनाई जा सकती हैं: • बायोलॉजिकल डिसल्फराइजेशन: ऑक्सीजन के लिए एयर इं जेक्शन जो कि बैक्टीरिया द्वारा H2S को एलीमेन्टल सल्फर में परिवर्ति त करने के


Pre-Treatment / पूर्वट्रीटमेंट economical and simple procedure for the desulfurization of biogas. This is not generally used in biomethane plants because air contains about 78 vol% nitrogen, which is not required in biomethane. • Addition of iron hydroxide or iron salts doses into the digester. • Catalytic oxidation and adsorption with filtering materials (e.g. activated carbon). • Caustic treatment with biological regeneration of the washing agent. When selecting a desulfurization process, the decisive parameters are the required H2S content in the gas and

लिए दिया जाता है, यह बायोगैस के डिसल्फराइजेशन की एक किफायती और सरल प्रक्रिया है। इसे प्रायः बायो मीथेन प्लांट्स में इस्तेमाल नहीं किया जाता क्योंकि हवा में लगभग 78 vol% नाइट्रोजन होता है, जिसकी बायो मीथेन में ज़रूरत नहीं होती है। • डाइजेस्टर में आयरन हाइड्रॉक्साइड या आयरन साल्ट डाले जाते हैं। • कैटेलिटिक ऑक्सीडेशन और एड्जार्प्शन के साथ फ़िल्टरिं ग मैटेरियल (जैसे कि एक्टिव कार्बन) । • कास्टिक ट्रीटमेंट के साथ वॉशिं ग एजेंट के बायोलॉजिकल रिजेनरेशन डिसल्फराइजेशन प्रक्रिया चुनते समय, गैस में H2S की ज़रूरी मात्रा, और CO2 अलग करने के प्रोसेसिं ग के तरीकों के अनुसार निर्णय लिए जाते हैं।

the subsequent processing methods for CO2 separation. Dehumidification / Drying

निरार्द्रीकरण / ड्राइं ग

After biogas leaves the fermenter/digester, it is saturated

बायोगैस फर्मेन्टर/डाइजेस्टर से निकलने के बाद यह गैस आद्रता से सैचुरटे

with water vapor. Water can also compromise the process

होती है। बायोगैस के बिजली या बायो मीथेन में परिवर्तन के दौरान भी

considerably during the conversion of biogas to electricity or biomethane because the biogas is saturated with water vapour inside the digester. To avoid corrosion and other

आद्रता, प्रक्रिया को पर्याप्त कम्प्रोमाइज कर सकता है क्योंकि डाइजेस्टर के अंदर बायोगैस आद्रता से सैचुरटे होती है। गैस के बाद के ट्रीटमेंट के दौरान

negative effects during subsequent gas treatment, it is

जंग और अन्य विपरीत प्रभावों से बचाव के लिए, बायोगैस को सुखाना

necessary to dry the biogas. Usually, dehumidification or

आवश्यक है। बायो मीथेन प्लांट में प्रायः दो स्थानों पर सुखाने की क्रिया

drying occurs at two positions in the biomethane plant:

होती है:

• If a compression occurs before the actual CO2

• अगर वास्तविक CO2 हटाने के चरण से पूर्व कंप्रेशन होता है (जैसे कि

sieve or membrane) then it is required to prevent the

में नमी के गैरज़रूरी कंडेनसेशन को रोकने के लिए आवश्यक होता है।

removal stage (e.g. scrubber column, molecular

स्क्रबर कॉलम, मॉलेकुलर सीव या मेम्ब्रेन) यह आगे डाउनस्ट्रीम में सिस्टम

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Pre-Treatment / पूर्वट्रीटमेंट unwanted condensation of humidity in the system further downstream.

• स्क्रबिं ग प्रक्रियाओं के मामले में, स्क्रबिं ग कॉलम से बायो मीथेन को बाहर निकलने के बाद सुखाया जाता है जिसके बाद यह गैस ग्रिड अथवा

• In the case of scrubbing processes, the biomethane is dried after it exits the scrubbing column and enters the gas grid or gas cylinders. Various methods available for drying biogas are: • Condensation drying: the biogas is cooled in gas coolers (refrigeration units) or underground pipes so that the water vapor condenses; • Adsorption dryer: silica gel, aluminum oxides, or molecular sieves; • Drying by increasing the pressure: Using this method,

गैस सिलेंडरों में जाती है। बायोगैस सुखाने की अनेक विधियां उपलब्ध हैं: • कंडेनसेशन द्वारा सुखाना: बायोगैस को गैस कूलरों में (रेफ्रिजेरश े न यूनिटों) अथवा भूमिगत पाइपों में ठं डा किया जाता है जिससे आद्रता कंडेंसेट हो जाती है। • एड्जार्प्शन ड्रायर (एड्जार्प्शन द्वारा सुखाना): सिलिका जेल, एल्यूमीनियम आक्साइड, या आणविक छलनियां; • प्रेशर बढ़ाकर सुखाना: इस विधि का इस्तेमाल करने पर, जल को हटाए बिना आपेक्षिक आर्द्रता कम हो जाती है।

the relative humidity reduced without the removal of water.

कच्ची बायोगैस में सिलिकॉन- आर्गेनिक कंपाउं ड्स के कणों का पता लगना

It is also possible to detect traces of silicon-organic

भी संभव है। बायोगैस में इन सिलिकॉन- आर्गेनिक कंपाउं ड्स (जैसे कि

compounds in the raw biogas. The origin of these silicon-

सिलोक्सेन्स) का बनना अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हो सका है। प्रायः

organic compounds (e.g. siloxanes) in biogas has not been fully clarified yet. Typically, biogas coming out of the landfill comprises silicon-organic compounds. Other possible sources might be feedstock, cosmetic residues,

लैंडफिल से निकलने वाली बायोगैस में सिलिकॉन- आर्गेनिक कंपाउं ड्स होते हैं। सिलिकॉन युक्त फीडस्टॉक, सौंदर्य प्रसाधन अवशेष, डिटर्जेंट, या एं टीफोम एजेंट अन्य संभावित सोर्स हो सकते हैं जो डाइजेस्टर में इस्तेमाल किए

detergents, or anti-foam agents containing silicones that

जाते हैं। सिलिकॉन या सिलोक्सेन मुख्य रूप से सीवेज ट्रीटमेंट (वाहित मल

are used in the digester. Silicon or siloxanes occur mainly

ट्रीटमेंट) प्लांट्स में पाए जाते हैं। कुछ ग्रीज़ स्लज (पंक) भी सिलोक्सेन बनने

in sewage treatment plants. Some grease sludge can also lead to the formation of siloxanes. During combustion, siloxanes are oxidized to form silicon dioxide (SiO2),

which can precipitate out as a coating or even fine sand

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का कारण बन सकती है। जलने के दौरान, सिलोक्सेन ऑक्सीकृत होकर सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) बनती हैं, जिसका एक कोटिं ग के रूप में या बारीक रेत कणों के रूप में प्रेसिपिटेशन हो सकता है। यह रेत, बर्नरों पर


Pre-Treatment / पूर्वट्रीटमेंट grains. This sand can lead to deposits on burners and serious engine damage. In India, there is as yet neither any regulated limits pertaining to presence of siloxanes nor is any acceptable method available for its online measurement; however, presence of less than 0.5 ppm in bio-CNG is recommended. Oxygen can also compromise the biogas process. Although the generation of biogas in the digester takes place in the absence of O2, there are a number of ways in which O2

can enter the system. Some air is brought into the digester with the feedstock. The admixture of air for biological

जमा हो सकती है और इं जन को गंभीर क्षति पहुंचा सकती है। भारत में अभी तक सिलोक्सेन की उपस्थिति से संबंधित कोई नियामकीय सीमाएं नहीं हैं, न ही इसके ऑनलाइन मापन हेतु कोई स्वीकार्य विधि उपलब्ध है, हालाँकि, बायो-CNG में 0.5 ppm से कम मौजूदगी की सलाह दी जाती है। ऑक्सीजन भी बायोगैस प्रक्रिया को बाधित कर सकती है। हालाँकि डाइजेस्टर में बायोगैस का उत्पादन O2 की अनुपस्थिति में होता है, लेकिन O2 अनेक प्रकार से सिस्टम में प्रवेश कर सकती है। डाइजेस्टर में फीडस्टॉक के साथ कुछ हवा आती है। बायोलॉजिकल डिसल्फराइजेशन के लिए वायु का मिश्रण और फाइन डिसल्फराइजेशन के दौरान एक्टिव कार्बन बनने से

coarse desulfurization and the regeneration of activated

भी सिस्टम में हवा आती है। इससे बायोगैस में O2 की लगभग 0.5 vol%

carbon during fine desulfurization also introduces oxygen

मात्रा तैयार होती है। नेचुरल गैस डिस्ट्रिब्यूशन ग्रिड पर विपरीत प्रभाव डालने

into the system. This generates approximately 0.5 vol% of

के लिहाज से ये अनुपात काफी कम हैं, और सहन किए जा सकते हैं।

O2 content in the biogas. These proportions are too small to have an adverse effect on the natural gas distribution

grid and can be tolerated. However, in the natural gas

हालाँकि, नेचुरल गैस ट्रांसमिशन ग्रिड में, इतनी मात्रा में O2 स्तर समस्या कर सकता है, विशेषकर भूमिगत स्टोरेज सिस्टम्स का संचालन करते समय। पूरे

transmission grid, O2 levels of this magnitude can lead

विश्व भर में चल रहे अनुसंधान और विकास कार्य ने सिम्युलेटेड बायोगैस

to problems, especially when operating underground

से O2 के कण हटाने के लिए तीन पारंपरिक विधियों का वर्णन किया गया

storage systems. Ongoing research and development

है। (i) हाइड्रोजन के साथ O2 का कैटेलिटिक अपचयन; (ii) O2 स्टोरेज

work across the globe characterizes three conventional methods for trace O2 removal from a simulated biogas: (i) catalytic reduction of O2 with hydrogen; (ii) absorption on

O2 storage materials; and (iii) catalytic conversion of O2

with CH4 as reducing agent. All three methods resulted in

मैटेरियल्स पर एड्जार्प्शन; और (iii) O2 का CH4 के साथ रेड्यूसिं ग एजेंट के रूप में कैटेलिटिक कन्वर्जन। इन सभी तीन विधियों के परिणामरूप O2 10 ppm के रेजिड्युअल लेवल से नीचे तक कम हो जाता है। हालाँकि अंत में बायो-CNG अथवा नेचुरल गैस ग्रिड में डालने के लिए, शुरुआत में ही

O2 removal below a residual level of 10 ppm. Nevertheless,

डिसल्फराइजेशन की अन्य विधियों पर विचार करने की राय दी जाती है।

in the beginning itself when the end usage is in the form of

NH3 के कण भी बायोगैस में पाए जा सकते हैं। यह जल में काफी घुलनशील

it is advisable to look for other methods of desulfurization bio-CNG or insertion in natural gas grid.

है, इसलिए इसे जल द्वारा हटाया जा सकता है।

Traces of NH3 can also be found in biogas. Because it is

इसके अलावा बायो मीथेन धूल, तेल और एयरोसोल आदि अन्य अशुद्धियों

highly water soluble, it can be reduced by water removal.

से मुक्त होनी चाहिए। इस उद्देश्य के लिए गैस तकनीक में प्रयुक्त फिल्टर

Biomethane must additionally be free from impurities such

लगाए जाते हैं।

as dust, oil, and aerosols. Filters used in gas technology are installed for this purpose. In the past, the natural gas industry expressed concerns that biomethane could introduce microorganisms into the gas grid, which could lead to problems in the grid

अतीत में, नेचुरल गैस उद्योग ने इसे लेकर चिं ताएं व्यक्त की थीं, कि बायो मीथेन के कारण गैस ग्रिड में सूक्ष्मजीव आ सकते हैं, जिससे ग्रिड के इन्फ्रास्ट्रक्चर में समस्याएं पैदा हो सकती हैं या स्वास्थ्य के लिए खतरे हो सकते हैं। हालाँकि, अनेक अध्ययनों से यह पता चला है कि उपचारित बायो

infrastructure or cause health hazards. However, several

मीथेन में रोगजनक कीटाणु मौजूद नहीं होते हैं। अगर ट्रीटमेंट के बाद भी

studies have shown that pathogenic germs are not present

बायोगैस के फ्लो में सूक्ष्मजीव मौजूद होते हैं, तो ये जीव वैसे ही होते हैं जो

in treated biomethane. If microorganisms still exist in the

नेचुरल गैस पाइपलाइनों में अन्यथा पाए जा सकते हैं।

flow of biogas after treatment, these organisms are the same as those found in natural gas pipelines anyway.

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें The main process involved in the upgrading of biogas to biomethane quality is the separation of CH4 and CO2.

There are several upgrading technologies available on the market that have been used and improved for many years. Below figure exhibits the various upgradation techniques:

CH4 और CO2 का सेपरेशन, बायोगैस को बायो मीथेन क्वॉलिटी में बेहतर बनाने की मुख्य प्रक्रिया है। बाजार में कई अपग्रेडेशन तकनीकें उपलब्ध हैं जिनका कई वर्षों से इस्तेमाल और सुधार किया जा रहा है। निम्न चित्र में विविध अपग्रेडेशन तकनीकें दिखाई गई है:

BIOGAS UPGRADATION TECHNOLOGIES

As illustrated in above figure, conventional biogas upgrading methods can be categorized as follows: • Membrane separation • Scrubbing technologies (absorption methods) • Water scrubbing • Physical scrubbing

उपरोक्त चित्र में दिखाए अनुसार, पारंपरिक बायोगैस अपग्रेडेशन विधियों को नीचे दिए वर्गीकृत किया जा सकता है: • मेम्ब्रेन सेपरेशन • स्क्रबिं ग तकनीकें (अवशोषण विधियां) • वाटर स्क्रबिं ग • फिजिकल स्क्रबिं ग

• Chemical scrubbing

• केमिकल स्क्रबिं ग

• Pressure Swing Adsorption (PSA)

• प्रेशर स्विं ग एड्‌जार्प्शन (PSA)

• Adsorption

• एड्‌जार्प्शन

• Cryogenic treatment The aim of all upgrading technologies is to achieve high

• क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट

purity and low losses of CH4 with low energy consumption.

निम्नतम एनर्जी उपभोग के साथ अधिक CH4 प्योरिटी प्राप्त करना तथा

Each of the mentioned methods has its advantages and

CH4 का कम लॉस, सभी अपग्रेडेशन तकनीकों का लक्ष्य है। उल्लिखित

disadvantages. The best choice of treatment technology

प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। ट्रीटमेंट तकनीक का सर्वोत्तम

should always be based on local conditions. CH4 has

विकल्प सदैव स्थानीय परिस्थितियों पर आधारित होना चाहिए। CH4 की

a global warming potential about 25 times higher than

CO2. Thus, because climate protection is the major motivation for biomethane production, and biomethane is generally dependent on state or social support, CH4

वैश्विक तापन (ग्लोबल वार्मिं ग) क्षमता CO2 से लगभग 25 गुने अधिक होती है। इस कारण से क्योंकि जलवायु संरक्षण, बायो मीथेन उत्पादन के लिए प्रमुख प्रेरक है, और बायो मीथेन प्रायः राज्य के अथवा सामाजिक सहयोग

emissions into the environment must be kept to the lowest

पर निर्भर है, इसलिए पर्यावरण में CH4 निकास निम्नतम संभव सीमा के अंदर

possible levels. If the CH4 content of exhaust gas from

ही रखा जाने चाहिए। अगर अपग्रेडेशन प्रक्रिया से एग्जॉस्ट गैस की CH4

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें the upgrading process is above the prescribed limit, the CH4 traces must be converted to CO2, which has lower

global warming potential. To ensure compliance with these regulations, the exhaust gas can be recirculated

मात्रा निर्दि ष्ट सीमा से अधिक है, तो CH4 के कण CO2 में बदलना आवश्यक है, जिसकी ग्लोबल वार्मिं ग क्षमता अपेक्षाकृत कम होती है। इन नियमों का पालन करने के लिए, अपग्रेडेशन सिस्टम द्वारा अथवा रिजेनरेटिव थर्मल

through the upgrading system or lean gas burners used

ऑक्सीडेशन (RTO) के रूप में प्रयुक्त लीन गैस बर्नरों के माध्यम से एग्जॉस्ट

as in regenerative thermal oxidation (RTO).

गैस को रिसर्कु लेट किया जा सकता है।

Membrane Separation

मेम्ब्रेन सेपरेशन

Membrane separation methods are based on the principle

मेम्ब्रेन सेपरेशन विधियां इस सिद्धांत पर आधारित हैं कि गैसें, मेम्ब्रेन से भिन्न

that gases diffuse through the membranes at different speeds. A variety of polymers can be used as membranes.

An ideal membrane is highly permeable to smaller molecules such as CO2 and impermeable to larger molecules such as CH4. The aim is to achieve the highest

possible permeability with high selectivity. For typically

गतियों से फैलती हैं। कई प्रकार के पॉलिमर मेम्ब्रेन के रूप में इस्तेमाल किए जा सकते हैं।

एक आदर्श मेम्ब्रेन से अपेक्षाकृत छोटे अणु जैसे कि CO2 आसानी से पार चले जाते हैं और अपेक्षाकृत बड़े अणु जैसे कि CH4 पार नहीं जा पाते। ज्यादा सेलेक्टिविटी के साथ सर्वाधिक संभव परमीबिलिटी प्राप्त करना

used membranes, the permeability of CO2 is about 20

इसका उद्देश्य है। प्रायः इस्तेमाल की जाने वाली मेम्ब्रेन्स में CO2 CH4 से

into hollow fiber polymers, which are combined in a tube

में बनाए जाते हैं, जो अधिकतम पृष्ठ क्षेत्रफल प्रदान करने के लिए एक ट्यूब

bundle to provide maximum surface area. When raw

बंडल में संयोजित होते हैं। कच्ची बायोगैस ट्यूब में भरे जाने पर, गैस के

times higher than CH4. Membranes are usually formed

biogas is blown into the tube, gas components such as CO2, O2, H2O, and H2S that diffuse well through the fiber

wall are discharged outside the hollow fiber. CH4 and N2

remain inside. The membranes are very thin (approximately

लगभग 20 गुने अधिक पार जाती है। मेम्ब्रेन प्रायः खोखले फाइबर पॉलिमर

भाग जैसे कि CO2, O2, H2O, और H2S जो फाइबर वाल से निकल जाते हैं, वे खोखले फाइबर के बाहर निकाल दिए जाते हैं। CH4 और N2 अंदर रहते हैं। मेम्ब्रेन्स बहुत पतली (लगभग 0.1–0.2 μm) होती हैं और इसलिए इसमें

0.1–0.2 μm) and are thus unstable. The tube shell protects

अस्थिरता आ सकती है । ट्यूब का खोल मेम्ब्रेन की रक्षा करता है, मुड़ने से

the membranes, prevents bending, and thus provides

बचाता है, और इस प्रकार यह इसे सबसे उचित आकृति प्रदान करता है।

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें the optimum shape. Several membrane separation methods are available. Varying degrees of permeability of polymer membrane materials are used in membrane processes to separate unwanted constituent parts of

अनेक मेम्ब्रेन सेपरेशन विधियां उपलब्ध हैं। बायोगैस से गैस के गैरज़रूरी भागों को अलग करने के लिए अलग-अलग परमीबिलिटी वाली पॉलिमर मेम्ब्रेन मैटेरियल्स को मेम्ब्रेन प्रक्रियाओं में इस्तेमाल किया जाता है। प्रयुक्त

gas from the biogas. Polymers used include materials

पॉलिमर में सेल्यूलोज एसीटेट या ऐरोमैटिक पॉलीइमाइड्स जैसी सामग्रियां

such as cellulose acetate or aromatic polyimides. Typical

शामिल होती है। विशिष्ट ऑपरेटिं ग प्रेशर 7-20 bar होता है।

operating pressures are 7–20 bar. Multi-stage process is used mostly in practical applications because CO2 penetrates the membrane and the CH4 is

retained. To achieve high CH4 purities, the tube bundles

are often connected in two-stage or three-stage cascades.

व्यावहारिक प्रयोगों में प्रायः कई स्टेप्स वाली प्रक्रिया का इस्तेमाल किया जाता है क्योंकि CO2 मेम्ब्रेन से पार चली जाती है और CH4 रोक ली जाती है। हाई CH4 शुद्धताएं प्राप्त करने के लिए, ट्‌यूब बंडलों को प्रायः दो चरण अथवा तीन चरण वाले कैस्केड्स में कनेक्ट किया जाता है। दो-

WORKING PRINCIPLE OF MEMBRANE SEPARATION

CO2 (+H2S) Recycle

CH4 Membrane Separator

H2S Removal

Compressor

> 90 % CH4 Internally Staged CO2+H2S A two-stage cascade entails the separation of biogas in an initial column. The exhaust gas is blown off. Subsequently, the CH4-rich product gas, which still contains CO2, is

चरण वाले कैस्केड्स में एक आरंभिक कॉलम में बायोगैस सेपरेशन किया जाता है। एग्जॉस्ट गैस बाहर निकाल दी जाती है। परिणामरूप CH4-समृद्ध

passed into a second column in which CO2 is further

प्रोडक्ट गैस, जिसमें अभी CO2 होता है, यह एक दूसरे कॉलम में गुजरती है

product gas. CH4 also diffuses through the membrane,

कंसेंट्रेशन प्राप्त होती है। CH4 मेम्ब्रेन के माध्यम से भी फैलती है, जिससे

diffused. This results in higher CH4 concentrations in the causing CH4 losses into the exhaust gas which should be converted to CO2 before emitting into the atmosphere.

The membrane separation process has been substantially improved over the past 10 years. Initial problems such as high-pressure loss with an excessive power requirement,

जिसमें CO2 और फैलती है। इसके फलरूप प्रोडक्ट गैस में CH4 की अधिक CH4 एग्जॉस्ट गैस में जाती है जिसे वायुमंडल में छोड़े जाने से पहले CO2 में बदला जाना चाहिए। पिछले 10 वर्षों में मेम्ब्रेन सेपरेशन प्रक्रिया में काफी सुधार हुआ है। बिजली की अत्यधिक ज़रूरत के साथ हाई प्रेशर लॉस, हाई मीथेन लॉस, और मेम्ब्रेन

high methane loss, and limited membrane service life have

का सीमित जीवनकाल आदि प्रारंभिक समस्याओं का काफी सीमा तक

largely been resolved. Apart from separating dusts and

समाधान कर लिया गया है। धूल और एयरोसोल को अलग करने के अलावा,

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें aerosols, a drying and fine desulfurization of raw gas is performed before the gas enters the hollow fiber to ensure longevity of the membranes and to guarantee an optimal separation. Advantages of membrane separation methods are as follows: • Few moving parts and a robust design. System availability dependent (almost) solely on the compression blower • Modular design available • Can also be adapted for smaller volume flows Disadvantages of membrane separation methods are as follows: • Power requirement between 0.18 and 0.33 kWhel per m³ of biogas • CH4 loss between 0.5 and 2 vol% • A lean gas burner is advisable and, in some countries,

मेम्ब्रेन का लंबा जीवनकाल करने के लिए और सबसे उचित सेपरेशन की गारंटी के लिए, गैस के खोखले फाइबर में प्रवेश करने से पहले कच्ची गैस को सुखाया जाता है और बारीक डिसल्फराइजेशन किया जाता है। मेम्ब्रेन सेपरेशन विधियों के फायदे नीचे दिए गए हैं: • कम गतिशील पुरजे और मज़बूत डिजाइन। सिस्टम की उपलब्धता (लगभग) पूरी तरह से कम्प्रेसन ब्लोअर पर निर्भर • मॉड्यूलर डिजाइन उपलब्ध • छोटी मात्रा में फ्लो के लिए भी एडॉप्ट किया जा सकता है मेम्ब्रेन सेपरेशन विधि की त्रुटियाँ नीचे दी गयी हैं: • प्रति m³ बायोगैस पर 0.18 और 0.33 kWhel के बीच बिजली की ज़रूरत • CH4 लॉस 0.5 और 2 vol% के बीच • एक लीन गैस बर्नर की सलाह दी जाती है, और कुछ देशों में यह आवश्यक है। • नए विकास के लिए सीमित व्यावहारिक अनुभव उपलब्ध

required • Limited practical experience available for new developments Scrubbing Technologies Scrubbing, also referred to as absorption, is based on the effect whereby gas components are variably soluble in

स्क्रबिं ग तकनीकें स्क्रबिं ग, जिसे अवशोषण भी कहा जाता है, यह उस प्रभाव पर आधारित है जिसके अंतर्गत गैस के भाग अनेक तरल पदार्थों में भिन्न प्रकार से घुलनशील

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें different fluids. For example, CO2 is more water soluble than CH4.

होते हैं। उदाहरण के लिए CO2 CH4 की तुलना में जल में अधिक घुलनशील है।

The most crucial influential variables in scrubbing processes result from the properties of the solvents used

स्क्रबिं ग प्रक्रियाओं में सबसे महत्वपूर्ण प्रभावशाली वैरिएबल, प्रयुक्त सॉल्वेंट्स

and the solubility of the gas components. In general, the

के गुणों और गैस संभागों की घुलनशीलता से बनते हैं। सामान्यतया, बढ़ते

solubility of the gas improves with increasing pressure

प्रेशर या घटते टेम्‍प्रेचर से गैस की घुलनशीलता में वृद्धि होती है। इस खंड

or decreasing temperature. In this section, the design principles involved in the scrubbing process are explained in general terms using pressurized water scrubbing as an

में, स्क्रबिं ग प्रक्रिया में शामिल डिज़ाइन के सिद्धांतों को सामान्य शब्दों में समझाया गया है जिसके लिए एक उदाहरण के रूप में प्रेशराइज्ड वाटर

example. The subsequent sections outline the properties

स्क्रबिं ग का इस्तेमाल किया गया है। बाद के अनुभागों में अन्य सॉल्वेंट्स के

of other solvents.

गुणों को रेखांकित किया गया है।

Physical scrubbing methods are based on the physical solubility of gas components in a wash solution without chemical reaction. Water is used as a solvent in the

फिजिकल स्क्रबिं ग की विधियां, वॉश सोल्युशन (घोल) में केमिकल रिएक्शन के बिना गैस के भागों की भौतिक घुलनशीलता पर आधारित हैं। प्रेशराइज्ड

pressurized water scrubbing method. Since much

वाटर स्क्रबिं ग विधि में जल का इस्तेमाल सॉल्वेंट के रूप में किया जाता है।

more CO2 is dissolved in the water when the system is

चूंकि सिस्टम प्रेशराइज्ड होने पर ज्यादा CO2 जल में घुलती है, इसलिए

pressurized, water scrubbing usually takes place at a pressure of 4–10 bar. A tall scrubbing column in which water is sprayed from

वाटर स्क्रबिं ग प्रायः 4–10 bar के प्रेशर पर की जाती है। एक ऊं चा स्क्रबिं ग कॉलम जिसमें शॉवर के समान ऊपर से जल का छिड़काव

above similar to a shower is used. The biogas is directed

किया जाता है, प्रयोग में आता है। बायोगैस स्क्रबिं ग कॉलम में नीचे से ऊपर

upwards from the bottom of the scrubbing column. As

की ओर उठती है। ऊपर उठने के साथ गैस, गिरते द्रव के संपर्क में आती है।

it rises, the gas is brought into contact with the falling

अधिक ट्रांजिशनल सरफेस एरिया करने के लिए, कॉलमों से फिलिं ग बॉडी

liquid. To ensure a greater transitional surface area, filling bodies are added to the columns. Additionally, multiple intermediate floors are installed, in which the water is

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जोड़ी जाती हैं। इसके अतिरिक्त, कई इं टरमीडिएट फ्लोर स्थापित किए जाते हैं, जिसमें जल इकट्ठा किया जाता है और नीचे निचले गैस स्पेस में फिर


Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें collected and sprayed again into the lower gas space below. The purified biomethane, with small constituents of O2 and N2, is suctioned off at the top of the scrubbing

से छिड़का जाता है। शुद्ध की गई बायो मीथेन जिसमें O2 और N2 के कुछ भाग होते हैं, स्क्रबिं ग कॉलम के ऊपर सक्शन द्वारा बाहर निकाली जाती है।

column. Depending on the column design, the methane

कॉलम के डिजाइन के अनुसार मीथेन की प्योरिटी 90–99 vol% रहती है।

purity is 90–99 vol%. The water is collected at the bottom

जल को कॉलम के तले में एकत्र किया जाता है और CO2 और थोड़ी मात्रा

of the column and charged with CO2 and small amounts

में अन्य गैस संभागों (जैसे कि H2S अथवा NH3) से चार्ज किया जाता है।

of other gas components (e.g. H2S or NH3). To regenerate the liquid, it is first pumped into a vessel referred to as a flash column, where the pressure is partially released.

तरल को पुन: उत्पन्न करने के लिए, इसे पहले, फ्लैश कॉलम कहलाने वाले एक वेसल में पंप किया जाता है, जहां प्रेशर को आंशिक रूप से कम किया

In this process, some dissolved gas components are

जाता है। इस प्रक्रिया में, कुछ घुलित गैस भाग निकल जाते हैं। चूंकि CH4

released. Since CH4 is discharged along with CO2 in this

इस कॉलम में CO2 के साथ डिस्चार्ज होती है, इसलिए फ्लैश गैस प्रक्रिया

column, the flash gas is fed back to the beginning of the

process, which decreases CH4 losses. Subsequently, the stripping column pressure is released to ambient

की शुरुआत में वापस फीड की जाती है, जो CH4 लॉस कम करती है। इसके पश्चात, स्ट्रिपिं ग कॉलम में प्रेशर कम करके परिवेश के प्रेशर के समान कर

pressure, and air is blown in. The principal removal of

दिया जाता है, और हवा भरी जाती है। इस प्वाइं ट पर प्रमुख रूप से CO2

CO2 takes place at this point; it is usually blown off into

को हटाया जाता है, इसे प्रायः एग्जॉस्ट गैस के रूप में वातावरण में बाहर

the environment as exhaust gas. The regenerated water

is now pumped back to the first process step inside the scrubber. During compression, the temperature of the

निकाल दिया जाता है। पुनः तैयार जल को अब स्क्रबर के अंदर प्रक्रिया के प्रथम चरण के लिए वापस पंप किया जाता है। कंप्रेशन के दौरान, बायोगैस

biogas increases. According to thermodynamic principles,

का टेम्‍प्रेचर बढ़ जाता है। थर्मोडायनेमिक सिद्धांत के अनुसार, तरल पदार्थों

less gas is dissolved in liquids at higher temperatures. The

में अपेक्षाकृत हाई टेम्‍प्रेचर पर गैस कम घुलती है। इसलिए कम्प्रेस्ड बायोगैस

compressed biogas is therefore cooled. The temperature

को ठं डा किया जाता है। स्क्रबर के अंदर का टेम्‍प्रेचर लगभग 15°C–20°C

inside the scrubber is about 15°C–20°C. This cooling allows the recovery of surplus heat from the scrubbing

होता है। इस कूलिं ग से स्क्रबिं ग प्रक्रिया से अतिरिक्त हीट रिकवर हो जाती है,

process, which can then be made available for external

जिसे बाद में बाहरी उपयोगों जैसे कि डाइजेस्टर गर्म करने के लिए उपलब्ध

use such as digester heating.

कराया जा सकता है।

A proportion of less soluble gas components (such as

गैस के कम घुलनशील भागों (जैसे कि CH4) का एक भाग, हालाँकि, वॉशिं ग

CH4) will, however, always dissolve in the washing liquid,

just as some of the readily soluble gas components will not dissolve. The separation can never be absolute. In

तरल में सदैव घुलता है, उसी तरह कुछ आसानी से घुलने वाले गैस भाग नहीं घुलते। सेपरेशन कभी भी संपूर्ण नहीं हो सकता है। अतः निकास विनियमन

terms of emission regulation, it is therefore vital to maintain

के संदर्भ में CH4 लॉस को हर संभव कम से कम रखना महत्त्वपूर्ण है। सरल

the CH4 loss as low as possible. Biomethane plants

तकनीक पर आधारित बायो मीथेन प्लांट्स में CH4 का काफी लॉस हो

based on simple technology may have considerable CH4

losses. Therefore, all pressurized water scrubbers must be equipped for post-combustion of the exhaust gas. Because H2S also dissolves well in water, the product gas contains little H2S. For this reason, the treatment also

functions as a desulfurization technique, which simplifies the pretreatment of the sulfur. In practice, however, an additional fine desulfurization process is generally used for biogas pretreatment because the H2S remains in the

सकता है। अतः सभी प्रेशराइज्ड वाटर स्क्रबर, एग्जॉस्ट गैस के कम्‍बशन के बाद की व्यवस्था से सुसज्जित अवश्य होने चाहिए। क्योंकि H2S भी जल में भलीभांति घुल जाती है, इस कारण से प्रोडक्ट गैस में कम मात्रा में H2S होती है। इस कारण से, ट्रीटमेंट एक डिसल्फराइजेशन तकनीक की तरह भी काम करता है, जो सल्फर के प्री-ट्रीटमेंट को सरल बनाता है। हालाँकि व्यावहारिक रूप में, बायोगैस प्री-ट्रीटमेंट के लिए एक अतिरिक्त फाइन डिसल्फराइजेशन प्रक्रिया इस्तेमाल की जाती है क्योंकि H2S एग्जॉस्ट गैस

exhaust gas stream, and the amount of emissions must be

फ्लो में बनी रहती है और एमिशंस की मात्रा घटानी आवश्यक है। इसके

reduced. Moreover, H2S is converted to SOx in the RTO.

अलावा, H2S को RTO में SOx में बदला जाता है। इसे हटाना, H2S हटाने

The removal of the latter is technically more complex than

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें SCHEME OF WATER SCRUBBING TECHNOLOGY

Exhaust

Flash Tank

Biogas

Compressor

Input Separator

Stripper

Scrubber

CH4 + Water

Air

the removal of H2S itself. Advantages of pressurized water scrubbing are as follows: • The process has proven itself in numerous plants over several years • Water is a harmless, low-cost solvent that is easy to handle • Technically, it is a relatively simple method • An external heat source is not required and surplus heat can be used Disadvantages of pressurized water scrubbing are as follows:

प्रेशराइज्ड वाटर स्क्रबिं ग के लाभ नीचे दिए गए हैं: • बीते वर्षों में यह प्रक्रिया अनेक प्लांट्स में प्रमाणित की गई है। • जल एक हानिरहित, कम लागत वाला सॉल्वेंट होता है जिसे संभालना आसान है। • तकनीकी रूप से, यह एक अपेक्षाकृत सरल विधि है। • बाहरी हीट सोर्स की ज़रूरत नहीं होती और अतिरिक्त हीट का इस्तेमाल किया जा सकता है। प्रेशराइज्ड वाटर स्क्रबिंग के दोष नीचे दिए गए हैं:

• Power requirement between 0.2 and 0.3 kWhel per m³ of biogas

• प्रति m³ बायोगैस के लिए 0.2 और 0.3 kWhel के बीच बिजली की ज़रूरत

• Operating pressure requirement between 4–10 bar • CH4 loss observed between 0.5 and 2 vol% • Water is less selective than other solvents • A lean gas burner is advisable and, in some countries, required In physical scrubbing, organic solvents can be used instead of water to upgrade the biogas. Polyethylene glycol dimethyl ether, which is marketed commercially as Genosorb or Seloxol, is one example. The process and the technical design are similar to pressurized water scrubbing. The advantage of these solvents is the higher

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की अपेक्षा तकनीकी रूप से अधिक जटिल होता है।

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• 4–10 bar के बीच ऑपरेटिं ग प्रेशर ज़रूरत • CH4 का लॉस 0.5 और 2 vol% के बीच पाया गया है । • अन्य सॉल्वेंट्स की अपेक्षा जल कम चयनात्मक होता है। • कुछ देशों में एक लीन गैस बर्नर की सलाह दी जाती है, जो की आवश्यक है। फिजिकल स्क्रबिं ग में, बायोगैस बेहतर बनाने के लिए जल की अपेक्षा आर्गेनिक सॉल्वेंट इस्तेमाल किए जा सकते हैं। पॉलीइथिलीन ग्लाइकोल डाइमेथाइल ईथर, जो बाज़ार में जेनोसॉर्ब या सेलोक्सोल के रूप में उपलब्ध है, इसका एक उदाहरण है। प्रक्रिया और तकनीकी डिजाइन प्रेशराइज्ड


Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें

solubility of CO2 and H2S compared with water. The

result is that less solvent is required and the height of the scrubber column can be reduced. Technically speaking,

वाटर स्क्रबिं ग के समान होते हैं। जल की अपेक्षा CO2 और H2S की ज्यादा घुलनशीलता, इन सॉल्वेंट्स के फायदे हैं। फलरूप कम सॉल्वेंट की ज़रूरत

a pressure of 4–8 bar is sufficient inside the scrubber

होती है और स्क्रबर कॉलम की ऊं चाई कम की जा सकती है। तकनीकी रूप

column. As a result, the energy required for compression

से कहा जाए, तो स्क्रबर कॉलम के अंदर 4-8 bar का प्रेशर पर्याप्त होता

is reduced compared with pressurized water scrubbing.

है। फलरूप कंप्रेशन के लिए एनर्जी की ज़रूरत, प्रेशराइज्ड वाटर स्क्रबिं ग

Since CO2 and H2S are more strongly held in solution, the regeneration of the washing liquid is more complex. In

addition to pressure release and air stripping, the solvent

की तुलना में कम हो जाती है। चूंकि CO2 और H2S घोल में अधिक दृढ़ता से रोके जाते हैं, अतः वॉशिं ग तरल का पुनः उत्पादन अधिक जटिल हो जाता है।

must be heated to temperatures between 40°C and 80°C,

प्रेशर रिलीज और एयर स्ट्रिपिं ग के अलावा, सॉल्वेंट को 40°C और 80°C के

which requires heat. In most cases, heat from the lean gas

बीच टेम्‍प्रेचर पर गर्म करना आवश्यक होता है, जिसके लिए हीट की ज़रूरत

burner is sufficient. The heat requirement is 0.1–0.15 kWhel per m³ of biogas. Simultaneous desulfurization is possible with this method. In reality, however, fine desulfurization is usually carried out before the scrubber. Advantages of physical scrubbing with organic solvents are as follows: • Higher solubility and loading of scrubbing liquid; • Less surface required because only small installation size is necessary; Product gas is dried by the hydrophobic scrubbing solution. Disadvantages of physical scrubbing with organic solvents are as follows:

पड़ती है। ज्यादातर मामलों में, लीन गैस बर्नर से ली जाने वाली हीट पर्याप्त रहती है। प्रति m³ बायोगैस पर 0.1–0.15 kWhel हीट की ज़रूरत होती है। इस विधि से, साथ ही में डिसल्फराइजेशन भी संभव हो सकता है । हालाँकि वास्तविकता में, डिसल्फराइजेशन प्रायः स्क्रबर से पहले किया जाता है। आर्गेनिक सॉल्वेंट्स के साथ फिजिकल स्क्रबिं ग के लाभ नीचे दिए गए हैं: • स्क्रबिं ग तरल की हाई सॉल्युबिलिटी और लोडिं ग; • कम सतह की ज़रूरत होती है क्योंकि केवल छोटा इंस्टॉलेशन आवश्यक होता है; प्रोडक्ट गैस को हाइड्रोफोबिक स्क्रबिं ग घोल द्वारा सुखाया जाता है। आर्गेनिक सॉल्वेंट्स के साथ फिजिकल स्क्रबिंग के दोष नीचे दिए गए हैं:

• Power requirement between 0.23 and 0.33 kWhel per

• प्रति m³ बायोगैस पर 0.23 और 0.33 kWhel के बीच बिजली की

m³ of biogas

ज़रूरत

• Heat is required to regenerate the scrubbing liquid

• स्क्रबिं ग तरल को पुन: बनाने के लिए हीट की ज़रूरत होती है

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें

• Solvent must not be released into the environment • CH4 loss between 1 and 4 vol% • A lean gas burner is advisable and, in some countries,

• सॉल्वेंट पर्यावरण में नहीं छोड़ा जाना चाहिए • CH4 लॉस 1 और 4 vol% के बीच होता है।

required. In chemical scrubbing, some gases (e.g. CO2 and H2S) react reversibly with the washing liquid. The binding agent or solution is therefore substantially stronger than in physical scrubbing. Mixtures of water with the additives

कुछ देशों में एक लीन गैस बर्नर की सलाह दी जाती है, जो की आवश्यक है।केमिकल स्क्रबिं ग में, कुछ गैसें (जैसे कि CO2 और H2S) वॉशिं ग तरल से रिवर्सि बल रिएक्शन करती हैं। इस कारण से फिजिकल स्क्रबिं ग की तुलना में इसमें बाइंडिं ग एजेंट अथवा घोल पर्याप्त रूप से स्ट्रांग होना चाहिए।

mono-ethanol amine, diethanolamine (DEA), methyl-

एडिटिव्स मोनो-इथेनॉल एमाइन, डाइएथेनोलैमाइन (DEA), मिथाइल-

diethanol amine, and other amine compounds are usually

डाइएथेनॉल ऐमीन और अन्य ऐमीन कंपाउं ड्स के साथ जल का मिश्रण

used as detergent. The advantages of their usage are

प्रायः डिटर्जेंट के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। घोल की ज्यादा लोडिं ग,

the higher loading of the solution, higher selectivity of the gas separations, and thus a higher purity of the product gas. A lean gas treatment is therefore not necessary, but fine desulfurization must be carried out upstream. The

गैस सेपरेशन की हाई सेलेक्टिविटी और फलरूप प्रोडक्ट गैस की हाई प्योरिटी, इनका इस्तेमाल करने के प्रमुख फायदे हैं। इस कारण से लीन गैस ट्रीटमेंट ज़रूरी नहीं है, लेकिन अपस्ट्रीम में फाइन डिसल्फराइजेशन अवश्य

scrubbing columns can be operated at almost ambient

किया जाना चाहिए। स्क्रबिं ग कॉलम को प्रायः एंबिएं ट प्रेशर पर प्रचालित

pressure. However, the higher binding strength adversely

किया जा सकता है। हालाँकि, बाइंडिं ग की ज्यादा शक्ति ऐमीन घोल हेतु

affects the regeneration process for the amine solution. It

रिजेनरेशन प्रक्रिया को विपरीत प्रभावित करती है। रिजेनरेशन उद्देश्यों से

requires to be heated to approximately 110°C–160°C for regeneration purposes, and must then be cooled to 40°C to be able to absorb gases again, before being returned to the scrubbing column. A portion of the heat can be

इसे लगभग 110°C–160°C तक गर्म करने की ज़रूरत होती है और फिर गैसों को एब्‍जार्ब करने के लिए 40°C तक ठं डा किया जाना होता है, जिसके बाद ही इसे स्क्रबिं ग कॉलम में वापस किया जाता है। हीट एक्सचेंजर्स द्वारा

recovered by heat exchangers and used externally to heat

हीट का एक भाग रिकवर किया जा सकता है और डाइजेस्टर को गर्म करने

the digester. Advantages of chemical scrubbing are as

के लिए बाह्र्य रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है। केमिकल स्क्रबिं ग के

follows:

लाभ नीचे दिए गए हैं:

• Low power requirement of 0.06–0.17 kWhel per m³ of

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• एंबिएं ट प्रेशर पर ऑपरेटिं ग के कारण प्रति m3 बायोगैस 0.06–0.17


Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें biogas due to operation at ambient pressure • Strong binding forces; therefore, high loading of the scrubbing liquid • High selectivity; therefore, high methane purity (over 99 vol%) • Low methane loss (about 0.1 vol%) Disadvantages of chemical scrubbers are as follows:

kWhel की कम विद्युत ज़रूरत। • स्ट्रांग बाइंडिं ग फोर्सेज, इस कारण से स्क्रबिं ग तरल की हाई लोडिं ग • हाई सेलेक्टिविटी; इस कारण से, हाई मीथेन प्योरिटी (99 vol% से अधिक) • कम मीथेन लॉस (लगभग 0.1 vol%) केमिकल स्क्रबिं ग के दोष नीचे दिए गए हैं:

• Energy intensive regeneration with a high heat

• प्रति m³ 0.4–0.8 kWhth की हाई हीट ज़रूरत के साथ एनर्जी

requirement of 0.4–0.8 kWhth per m³ biogas

इं टेंसिव रिजेनरेशन

• Solvent must not be released into the environment

• सॉल्वेंट को पर्यावरण में नहीं छोड़ा जाना चाहिए

Pressure Swing Adsorption PSA constitutes an adsorptive biogas upgrading process.

प्रेशर स्विं ग एड्‌जार्प्शन

Adsorption is the deposition of certain preferable

PSA द्वारा एडसोर्प्शन आधारित बायोगैस अपग्रडेशन प्रक्रिया की जा सकती

constituent parts of gas (particularly CO2 in biogas)

है। । एड्‌जार्प्शन में, गैस के निश्चित भागों का (बायोगैस में विशेषकर CO2)

onto the surface of solid matter (adsorbents). Apart from CO2, however, other constituent parts of gas can also be retained, such as H2O or H2S or also, to a small degree,

N2 and O2. However, in practical application, H2O and H2S are already removed before the biogas enters into the

adsorption column through the above mentioned process. In principle, adsorption is higher at higher pressures and lower temperatures. Adsorptive biogas upgrading

जमाव ठोस पदार्थ (एड्जार्बेंट) की सतह पर होता है। हालाँकि, CO2 गैस के अलावा अन्य भाग जैसे कि H2O अथवा H2S या थोड़ी मात्रा में, N2 और O2 भी प्राप्त किए जा सकते हैं। हालाँकि, व्यावहारिक रूप से H2O और H2S बायोगैस के एड्‌जार्प्शन कॉलम में प्रवेश करने से पहले ही हटा दिए जाते हैं। सैद्धांतिक रूप से, एड्‌जार्प्शन अपेक्षाकृत अधिक प्रेशर और कम टेम्‍प्रेचर पर बेहतर होता है। एड्जार्पटिव बायोगैस अपग्रेडेशन प्रक्रिया में सेपरेशन के

processes mainly use pressure differences to carry out the

लिए मुख्यतः प्रेशर अंतरों का इस्तेमाल किया जाता है। PSA सेपरेशन की

separation. PSA is a proven method of separation and has

एक प्रमाणित विधि है और दशकों से इस्तेमाल की जा रही है। इसे पहले

been used for decades. It was previously used in the gas

गैस उद्योग में इस्तेमाल किया जाता था और बायोगैस प्रोसेसिं ग करने के

industry, and has been adapted to meet the requirements of biogas processing. The essential component for the

लिए इसे एडॉप्ट किया गया है। गैस सेपरेशन के लिए आवश्यक भाग एक

gas separation is a column filled with activated carbon,

कॉलम है जिसमें एक्टिव कार्बन, जिओलिटिक मॉलेक्युलर सीव्स या कार्बन

zeolitic molecular sieves, or carbon molecular sieves.

मॉलेक्युलर सीव्स भरे होते हैं। ये पदार्थ एक बड़ा पृष्ठ क्षेत्रफल और एक

These substances offer a large surface area and a certain

निश्चित छिद्र आकार प्रदान करते हैं। गैस सेपरेशन निम्नलिखित स्टेप्स में

pore size. The gas separation is carried out in the following steps: 1. The pre-purified biogas is compressed to 2–7 bar. The compression increases the temperature of the gas. To improve the adsorption, it is cooled down to about 70°C and channeled into the adsorption column. CO2

molecules, which are smaller than CH4 molecules,

किया जाता है: • प्री प्‍योरिफाइड बायोगैस को 2 - 7 bar तक कंप्रेस किया जाता है। कंप्रेशन से गैस का टेम्‍प्रेचर बढ़ जाता है। एड्‌जार्प्शन बेहतर बनाने के लिए इसे लगभग 70°C तक ठं डा किया जाता है और एड्‌जार्प्शन कॉलम में भेजा जाता है। CO2 अणु जो CH4 के अणुओ ं से छोटे होते हैं, सतहों पर या पोर्स में CH4 की अपेक्षा अधिक मात्रा में एकत्रित हो जाते हैं जबकि

accumulate to a much greater degree on the surfaces

CH4 प्रमुखतया गैसीय अवस्था में बना रहता है।

or in the pores than CH4, whereas CH4 remains primarily

• कॉलम हेड पर एक वाल्व खोला जाता है, और बायो मीथेन (CH4-

in the gas phase.

समृद्ध प्रोडक्ट गैस) निकलती है।

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें 2. A valve at the column head is opened, and the biomethane escapes (CH4-rich product gas). 3. After closing the valve, the pressure inside the column is released. The CO2 dissolves from the surfaces, returns into the gaseous phase, and can be blown off (CO2-rich exhaust gas).

4. The column can be filled with biogas again. Since the PSA is a batch process, several columns (typically 4–8) are operated and work in a slightly time-delayed manner to equalize the gas production. Fine-cleaning must be carried out to remove H2S before the biogas is pumped into the adsorption column. The

CH4 losses are heavily dependent on the system design.

The CH4 in the exhaust gas must be burned because of its

• वाल्व बंद करने के बाद, कॉलम के अंदर प्रेशर रिलीज किया जाता है। सतहों से CO2 घुल जाती है जो गैसीय अवस्था में वापस आती है और बाहर निकाली जा सकती है (CO2-समृद्ध एग्जॉस्ट गैस) • कॉलम को पुनः बायोगैस से भरा जा सकता है। चूंकि PSA अर्द्ध निरंतर आधार पर होने वाली प्रक्रिया है, इसलिए लगातार गैस उत्पादन करने के लिए कई कॉलम (प्रायः 4-8) चलाए जाते हैं और ये थोड़े समय के अंतर से काम करते हैं। बायोगैस को एड्‌जार्प्शन कॉलम में पम्प करने से पहले, H2S हटाने के लिए फाइन क्लीनिं ग अवश्य किया जाना चाहिए। CH4 के लॉस, काफी सीमा तक सिस्टम के डिज़ाइन पर निर्भर होते हैं। एग्जॉस्ट गैस में CH4 के ग्रीनहाउस पहलू को ध्यान में रखते हुए इसे वातावरण में छोड़ने से पूर्व जलाना आवश्यक है।

greenhouse gas potential.

PHYSICAL AND TECHNICAL PRINCIPLE OF PRESSURE SWING ADSORPTION

CH4 / CO2 N2 / O2 / H2O / H2S

Pressure Build-up

Carbon Molecular Sleve

Adsorption

Compressor Biogas

H2S Removal

CH4 N2 / O2 H2O / H2S CO2

Regeneration

>97% CH4 Rich Gas

Gas Molecules

Purge Gas

Gas Conditioning Waste Gas Condensate

Vacuum Pump

CO2 / N2 O2 / H2O H 2S

Advantages of PSA are as follows: • Many reference plants and years of operating experience • No solvents are used • Heat is not required for the regeneration Disadvantages of PSA are as follows: • Power requirement between 0.15 and 0.35 kWhel per m³ of biogas

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PSA के लाभ नीचे दिए गए हैं: • अनेक संदर्भ प्लांट्स और कई वर्षों का ऑपरेटिं ग अनुभव • सॉल्वेंट्स का इस्तेमाल नहीं • रिजेनरेशन हेतु हीट की ज़रूरत नहीं PSA के नुकसान नीचे दिए गए हैं: • प्रति m³ बायोगैस पर 0.15 और 0.35 kWhel के बीच विद्युत ज़रूरत

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें • Methane loss between 1.5 and 2.5 vol% • The high speed loading, pressure retention, and release of the column require a finely tuned valve clearance. Mechanical stress on the equipment is therefore relatively high • Lean gas burner required

Cryogenic Treatment

• 1.5 और 2.5 vol% के बीच मीथेन लॉस • हाई स्पीड लोडिं ग, प्रेशर रिटेंशन, और कॉलम की रिलीज के लिए एक सही से ट्‌यून्ड वॉल्व क्लीयरेंस की ज़रूरत होती है। इस कारण से उपकरण पर यांत्रिक तनाव अपेक्षाकृत अधिक होता है • लीन गैस बर्नर आवश्यक

क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट

In addition to the well-established and well-proven

ऊपर वर्णि त सुस्थापित और प्रमाणित प्रोसेसिं ग तकनीकों के अलावा, हाल

processing technologies described above, there are

ही में कई विकास हुए हैं, जिनकी बाजार हेतु उपयोगिता अभी तक पूरी तरह

more recent developments, the market readiness of which has not yet been fully established. A noteworthy option is

से सिद्ध नहीं हुई है। क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट एक उल्लेखनीय विकल्प है।

cryogenic treatment.

कम टेम्प्रेचर और हाई प्रेशर वाली प्रक्रिया में, कच्ची गैस फ्लो के टेम्‍प्रेचर

In low-temperature and high-pressure process, the

को कम करने से अनेक निर्माणकों का अनेक तापमानों पर कंडेंशन होता है,

lowering of the temperature of the raw gas flow leads

जिससे बायोगैस के अनेक भागों को अलग किया जा सकता है। पृष्ठ 27 पर

to condensation of different constituents at different

फेज डायग्राम में वह टेम्‍प्रेचर या प्रेशर देखा जा सकता है जिस पर यह होता

temperatures, facilitating separation of the various components of biogas. The temperatures or pressures at

है। उदाहरण के लिए, CO2 −78.5°C पर 1 bar पर पुनः रिसबलिमेट होती

which this occurs can be found in figure given in page

है, जबकि CH4 गैसीय बनी रहती है। बायोगैस के गैसीय भाग पदार्थ की

no. 27 phase diagram. For example, CO2 re-sublimates

अनेक अवस्थाओं में पृथक किए जा सकते हैं। फेज डायग्राम दिखाता है कि

at −78.5°C at 1 bar, whereas CH4 remains gaseous.

The gaseous biogas components can be separated in different states of matter. The phase diagram shows that there are many options for the adjustment of temperature

सेपरेशन करने के लिए टेम्‍प्रेचर और प्रेशर एडजस्‍टमेंट के अनेक विकल्प हैं। परिणामरूप, क्रायोजेनिक सेपरेशन हेतु विविध तरीके हैं। फाइन अपग्रेडेशन से पूर्व गैस को CH4 से समृद्ध करने के लिए क्रायोजेनिक सेपरेशन को अन्य

and pressure to perform the separation. Consequently,

प्रोसेसिं ग विधियों से भी मिलाया जा सकता है। क्रिटिकल प्वाइं ट टेम्‍प्रेचर-

there are various procedural approaches for cryogenic

प्रेशर वक्र के थर्मोडायनेमिक एं ड (end) प्वाइं ट मार्क करता है जिसके बाद

separation. Cryogenic separation can also be combined

द्रव और गैस अवस्थाओं के बीच कोई अंतर नहीं होता।

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Biogas Upgradation Technologies / बायोगैस बेहतर बनाने की तकनीकें with other processing methods to enrich the gas with CH4

before the fine upgrading. The critical point marks the thermodynamic end point of the temperature–pressure

वास्तविक सेपरेशन रेक्टिफिकेशन (काउं टर-करेंट डिस्टिलेशन) द्वारा किया जाता है। शुद्ध CH4 (99.9 vol% तक) कॉलम के शीर्ष से निकाली जा

curve beyond which there is no difference between the

सकती है, जबकि लगभग 98 vol% प्योरिटी के साथ CO2 को कॉलम

liquid and gas phases.

के निचले हिस्से से प्राप्त किया जा सकता है। गैस कम्‍पोनेंट्स की हाई

The actual separation takes place by means of rectification

सेपरेशन एक्यूरेसी, कम लॉस के साथ हाई मीथेन प्योरिटी, और यह तथ्य

(counter-current distillation). Pure CH4 (up to 99.9 vol%)

कि CO2, जिसे ड्राई आइस के रूप में प्राप्त किया जा सकता है, इसे आसानी

can be removed from the top of the column, whereas the

CO2 with a purity of approximately 98 vol% can be taken

from the column sump. The advantages of cryogenic treatment are a high separation accuracy of the gas

से रिसाइकिल किया और मार्के ट किया जा सकता है - ये क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट के लाभ हैं (तकनीकी इनोवेशंस का भाग देखें)। बायो मीथेन को लिक्विफाइड करने के मामले में भी क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट फायदेमंद है,

components, a high methane purity with low losses, and

क्योंकि इस उद्देश्य से बायो मीथेन को ठं डा करना ज़रूरी है। रेफ्रिजेरश े न हेतु

the fact that CO2, which can be gained in the form of dry

आवश्यक एनर्जी, क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट की एक त्रुटि है। बाहरी कूलिं ग (जैसे

ice, can be easily recycled and marketed (see section on Technological Innovations). Cryogenic treatment is

also advantageous if the biomethane is to be liquefied,

कि विद्युत चालित स्टर्लिं ग इं जनों में) और नेचुरल कूलिं ग (प्रेशर कम करके) को एक साथ इस्तेमाल करके गैस का टेम्‍प्रेचर −78.5°C अथवा −150°C

because the biomethane must be cold for this purpose.

तक कम किया जाता है। एक और चुनौती यह सुनिश्चित करना है कि जमे

A disadvantage of the cryogenic treatment is the energy

हुए CO2 गैस प्रशीतन प्रक्रिया में उपकरण में रुकावट न पैदा करे । अगर

required for refrigeration. The temperature of the gas is reduced to −78.5°C or −150°C using a combination of external cooling (e.g. in electrically driven Stirling engines) and natural cooling (by depressurization). A

बायोगैस को क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट द्वारा बेहतर किया जाना है तो H2O के साथ फाइन क्लीनिं ग अवश्य किया जाना चाहिए और निम्न क्वथनांक वाली गौण गैसें जैसे कि H2S अवश्य हटाई जानी चाहिए।

further challenge is to ensure that frozen CO2 does not clog the equipment in the gas refrigeration process. The

biogas must be fine-cleaned with H2O and low boiling trace gases such as H2S must be removed if it is to be

Pressure

upgraded through cryogenic treatment.

Solid Phase

Compressible Liquid

Critical Pressure

Liquid Phase

Pcr

Ptp

Triple Point

Supercritical Fluid

Critical Point

Superheated Vapour Gaseous Phase

Ttp

Critical Temperature Tcr

Temperature

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Safety First / सुरक्षा सर्वोपरि By producing clean energy and valuable fertilizer, biogas and biomethane plants contribute to the mitigation of climate change and the protection of the environment in general. However, if these plants are not operated

स्वच्छ एनर्जी और वैल्यूवान फर्टि लाइजर बनाकर, बायोगैस और बायो मीथेन प्लांट्स जलवायु परिवर्तन न्यूनीकरण तथा सामान्य रूप से पर्यावरण के संरक्षण में योगदान करते हैं। हालाँकि, अगर ये प्लांट्स सुरक्षित ढंग से

safely, they can present hazards that negatively affect the

संचालित नहीं होते हैं तो वे खतरे खड़े कर सकते हैं जो पर्यावरण और मानव

environment and human health.

स्वास्थ्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

Given that biomethane is a flammable gas, a number of

चूंकि बायो मीथेन एक ज्वलनशील गैस है, इसलिए बायो मीथेन प्लांट

risks must be taken into consideration when operating a biomethane plant. In general, the occurrence of a dangerous explosive atmosphere is unusual, but it

का संचालन करते समय कई बिन्दुओ पर सुरक्षा के दृष्टिकोण से विचार करना ज़रूरी है। सामान्य रूप से, खतरनाक विस्फोटक वातावरण बनना

may arise in situations where biomethane reaches a

एक असामान्य स्थिति है, लेकिन यह ऐसी स्थितियों में बन सकता है जहां

concentration of between 4.4 vol% and 16.5 vol% of the

लीकेज या अनचाहे रिलीज किए जाने के कारण बायो मीथेन की कंसेंट्रेशन,

volume of the ambient atmosphere due to leakages or

एंबिएं ट एटमासफीयर के आयतन के 4.4 vol% और 16.5 vol% के बीच

unintentional releases. To avoid explosions resulting from these conditions, plant operators must define explosion protection zones and implement measures that should

पहुंच जाए। ऐसी स्थितियों से होने वाले विस्फोटों से बचने के लिए, प्लांट संचालकों को विस्फोट संरक्षण क्षेत्र तय करने चाहिए और उपाय लागू किए

be documented in an explosion protection document.

जाने चाहिए जिन्हें विस्फोट संरक्षण डॉक्युमेंट में दर्ज़ किया जाना चाहिए।

Besides the risk of explosions, there are also health

विस्फोट के जोखिम के अलावा, बायो मीथेन प्लांट्स से स्वास्थ्य संबंधी

hazards associated with biomethane plants such as

खतरे भी होते हैं जैसे कि गैस के खतरे (जैसे कि विषाक्तता, दम घुटना),

gas hazards (e.g. intoxication, suffocation), fire hazards, mechanical hazards, electrical hazards, noise pollution, and the emission of hazardous substances. To address

आग के खतरे, यांत्रिक खतरे, बिजली के खतरे, ध्वनि प्रदूषण और खतरनाक पदार्थों के निकास आदि। इन प्रकार के खतरों के समाधान करने के लिए,

these types of hazards, it is essential to perform a risk

जोखिम मूल्यांकन करना और सभी आवश्यक सावधानियां बरतना आवश्यक

assessment and take all necessary precautions. For the

है। जोखिम मूल्यांकन के लिए, प्लांट ऑपरेटर को प्लांट के उचित संभागों

risk assessment, the plant operator must determine,

को शामिल करते हुए, जो कि प्लांट की व्यावहारिक ज़रूरतों के अनुरूप

evaluate, and minimize any possible hazards by implementing appropriate technical, organizational, and personal protective measures, involving the choice of

बनाए जाने चाहिए (गैस की क्वॉलिटी, गैस के कोरोसिव भाग, अंदरूनी प्रेशर, जलवायु और भौगोलिक स्थिति) उचित तकनीकी, संगठनात्मक

plant components, which should be made according to the

और व्यक्तिगत सुरक्षा उपायों को लागू करते हुए किन्हीं संभावित खतरों का

practical requirements of the plant (gas quality, corrosive

निर्धारण, मूल्यांकन और कमी करना चाहिए। पाइप कार्य स्थापित करते

constituents of the gas, internal pressure, climate, and

समय, संभावित डिफार्मेशन डिफ्लेक्शन और लीनियर एक्सपैंशन पर साइट-

geographical location). Potential deformation, deflection, and linear expansion must be considered when installing pipework in accordance with site-specific regulations.

विशिष्ट नियमों के अनुसार विचार अवश्य किया जाना चाहिए। गैस ले जाने वाले पाइपों में जंग सुरक्षा, प्रज्ज्वलन सुरक्षा, इक्विपोटेंशियल बांडिं ग और

Pipes carrying gas must have corrosion protection, ignition

विशिष्ट लेबलिं ग होनी चाहिए। अगर गैस पाइप यांत्रिक क्षति (जैसे कि

protection, equipotential bonding, and specific labeling. If

वाहनों के कारण) के जोखिम के संपर्क में हों, तो उन्हें तदनुसार संरक्षित

gas pipes are exposed to the risk of mechanical damage

किया जाना चाहिए। पाइपों और गैस-ले जाने वाले सिस्टम पर वेल्डिं ग कार्य

(e.g. from vehicles), they must be protected accordingly. Only approved specialized companies and skilled workers should be permitted to perform welding work on pipes and gas-carrying systems. For instance, welding work on gascarrying plant parts is not permitted in installation rooms

करने के लिए केवल अनुमोदित विशेषज्ञ कंपनियों और कुशल श्रमिकों को ही अनुमति दी जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, इंस्टालेशन रूम में, प्लांट के गैस-ले जाने वाले भागों पर वेल्डिं ग का काम करने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए (जस्टिफाई करने पर अपवाद संभव हो सकते हैं)।

(exceptions may be possible, if justified).

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Safety First / सुरक्षा सर्वोपरि Further, to ensure that leaks in pipes or parts of indoor gas installations are noticed promptly, specific prescribed warning odors are added to natural gas and biomethane. These are usually highly volatile, typical smell inorganic

इसके अलावा, पाइपों में अथवा इनडोर गैस इंस्टालेशन वाले भागों में लीकेज का तुरंत पता करने के लिए नेचुरल गैस और बायो मीथेन में चेतावनी देने वाली खास गंध मिलाई जाए। ये प्रायः अत्यधिक वाष्पशील, विशिष्ट गंध

sulfur compounds such as tetrahydrothiophene, which

वाले इनआर्गेनिक सल्फर कंपाउं ड्स जैसे कि टेट्राहाइड्रोथियोफेन, जिसमें से

smells like rotten eggs, and mercaptan mixtures. If

सड़े अंडे जैसी गंध आती है और मर्कै प्टन का मिश्रण होते हैं। अगर कंडेंसेट

condensate is expected to occur, regular maintenance

होने का अनुमान हो तो पाइप और कंडेनसेट डिस्चार्ज सिस्टम का नियमित

of the pipes and condensate discharge systems must be

carried

above

out.

Pipes

ground

level

रखरखाव अवश्य किया जाए। लीकेज तथा अनधिकृत कर्मचारियों द्वारा तोड़फोड़ आदि समस्याओं के लिए

checked

for

जमीन के स्तर से ऊपर के पाइपों

such

as

की नियमित रूप से जाँच अवश्य

leaks and sabotage by

की जानी चाहिए। जहां आवश्यक

must

be

problems unauthorized

personnel

हो, कम्पेनसैटर्स और अन्य विशेष

on a regular basis. Shorter

कम्पोनेन्ट्स के लिए कम अंतराल

intervals must be planned for

की योजना बनाई जाए। निर्माता

compensators

and

other

specialist

के निर्देशों (विधि और अंतराल) के

components

where

अनुसार कम्पोनेन्ट्स की मरम्मत

necessary. Components

और सर्वि सिं ग की जाए। कोई

must be maintained and

मरम्मत कार्य करने से पहले, उचित

serviced in accordance to

the

instructions and

सुरक्षा उपायों के साथ खतरों का

manufacturer’s (method

अलग से आकलन आवश्यक है।

Before

जिम्मेदार ऑपरेटरों, कर्मचारियों

intervals).

any maintenance work is

और

carried out, an individual hazard

assessment

संबंधित

योग्यताएं ,

is

कंपनियों

राष्ट्रीय

की

मानकों

required, with appropriate

के अनुसार ही होनी चाहिए।

protective

नवीनतम तकनीकी ज्ञान और

measures.

Qualifications responsible

held

by

तकनीकी योग्यताएं बनाए रखने

operators,

के लिए नियमित ट्रेनिंग ज़रूरी

personnel, and involved companies

must

होना चाहिए। उचित सुरक्षा उपाय

meet

requirements.

किए जाने पर बायोगैस प्लांट और

Regular training should

बायो मीथेन प्लांट्स में और उनके

be obligatory to maintain

आस-पास के खतरों को प्रबंधनीय

national

up-to-date technical knowledge of the latest findings and technical requirements. If the appropriate protective measures are taken, hazards in and around biogas plants and biomethane plants can be limited and reduced to a manageable level, so that the plants can operate as intended.

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स्तर तक सीमित और कम किया जा सकता है, ताकि प्लांट्स को अपेक्षित प्रकार से संचालित किया जा सके|


Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता Biomethane can be utilized for all applications where natural gas is used. To store and transport the gas, it can either be fed into the natural gas grid or filled into pressurized gas cylinders. In India, the leading markets for biomethane and bio-CNG is envisaged to be primarily in the transportation sector. The various potential fields of biomethane utilization are as follows: Gas grid injection Gas grids are considered to the second energy storage grid after the power grid. Whether these grids are developed densely or sparsely depends on the specific country in question. However, there are three essential types of gas

बायो मीथेन को उन सभी प्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जिनमें नेचुरल गैस का इस्तेमाल किया जाता है। गैस स्टोर और ट्रांसपोर्ट करने के लिए, इसे नेचुरल गैस ग्रिड में डाला जा सकता है या प्रेशराइज्ड गैस सिलेंडरों में भरा जा सकता है। भारत में, बायो मीथेन और बायो-CNG के लिए मुख्य बाजार ट्रांसपोर्ट सेक्टर माना गया है। बायो मीथेन की उपयोगिता के अनेक संभावित क्षेत्र नीचे दिए गए हैं: गैस ग्रिड इं जेक्शन पावर ग्रिड के बाद गैस ग्रिड को दूसरा एनर्जी स्टोरेज ग्रिड माना जाता है। इन ग्रिड को घने रूप में या विरल रूप में विकसित किया जाना, किसी देश पर

grids, namely gas transmission grids, regional grids, and

निर्भर करता है।गैस ग्रिड के तीन ज़रूरी प्रकार हैं, जो गैस ट्रांसमिशन ग्रिड,

distribution grids.

क्षेत्रीय ग्रिड और डिस्ट्रिब्यूशन ग्रिड हैं।

The share of natural gas in India’s energy mix is 6.2%,

वैश्विक स्तर पर 23.4% के सापेक्ष, भारत के एनर्जी मिश्रण में नेचुरल गैस

against 23.4% globally. The government plans to increase it to 15% over the next decade. Thus, it becomes imperative to have a rapidly growing gas distribution infrastructure to be built up along with a back-up of appropriate supply sources. India’s natural gas grid presently amounts to over 17,421 km, and a proposed expansion of 30,000 km is planned by 2022. The city gas distribution (CGD) sector offers a way

का भाग 6.2% है। अगले दशक में इसे 15% तक बढ़ाने की सरकार की योजना है। इस कारण से उचित सप्लाई स्रोतों के बैक-अप के साथ तेजी से बढ़ते गैस डिस्ट्रिब्यूशन इन्फ्रास्ट्रक्चर का होना ज़रूरी हो गया है। वर्तमान में भारत की नेचुरल गैस ग्रिड 17,421 किमी से अधिक की है और 2022 तक 30,000 किमी के विस्तार की योजना प्रस्तावित है। शहरी गैस डिस्ट्रिब्यूशन (CGD) क्षेत्र, शहरी क्षेत्रों के औद्योगिक, घरेलू और वाणिज्यिक

to improve the availability of natural gas to the industrial,

क्षेत्रों में नेचुरल गैस की उपलब्धता बेहतर बनाने का एक माध्यम प्रदान करता

domestic, and commercial segments of urban regions.

है। CGD क्षेत्र जो धीमी गति से लेकिन लगातार विकसित हो रहा है, यह

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Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता The CGD sector which is slowly but steadily evolving will play a remarkable role in the growth of India’s economy. Currently the CGD segment constitutes approximately

भारत की अर्थव्यवस्था के विकास में एक उल्लेखनीय भूमिका निभाएगा। वर्तमान में भारत में गैस की कुल खपत में CGD वर्ग का हिस्सा लगभग 10%

10% of the total gas consumption in India and is expected

है और 2022 तक इसकी हिस्सेदारी दोगुनी हो जाने की आशा है।77 शहरों

double its share to 20% by 2022.With the current coverage

और कस्बों में CGD के मौजूदा कवरेज के साथ, पेट्रोलियम और नेचुरल

of CGD in 77 cities and towns, the Petroleum and Natural Gas regulatory Board intends to cover 300 additional cities and geographical areas under CGD in a phased manner in synchronization with the commissioning of the pipelines.

गैस रेगुलेटरी बोर्ड ने CGD के अंतर्गत, पाइपलाइनों के चालू होने के साथ चरणबद्ध तरीके से 300 अतिरिक्त शहरों और भौगोलिक क्षेत्रों को कवर करने की योजना बनाई है। इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड से तुलना करने पर, गैस ग्रिड की कुछ विशिष्ट

When compared with the electric power grid, some special features of the gas grid are noteworthy: • The gas grid transports both energy and substances. Therefore, the feed-in gas must be qualitatively matched to the main gas stream. • The gas grid is a “directed” grid in which the gas flows from higher pressure to lower pressure. Natural gas storages store the molecules, and thus energy,

विशेषताएं उल्लेखनीय हैं: • गैस ग्रिड एनर्जी और मैटेरियल दोनों का परिवहन करता है। इस कारण से, फीड -इन गैस गुणात्मक रूप से मुख्य गैस फ्लो के अनुसार होनी चाहिए। • गैस ग्रिड एक "निर्देशित" ग्रिड है जिसमें गैस हाई प्रेशर से निम्न प्रेशर की ओर प्रवाहित होती है। नेचुरल गैस के भंडार अणुओ ं को, और इस प्रकार एनर्जी को मौसमी रूप से

seasonally. However, the grid itself can also store energy

स्टोर करते हैं। हालाँकि, खुद ग्रिड भी एनर्जी को निश्चित सीमा में स्टोरेज

within certain limits as regional grids can be operated with

कर सकता है क्योंकि क्षेत्रीय ग्रिड फ्लक्चुएटिं ग प्रेशर से संचालित किए जा

fluctuating pressure. • Gas quality can also be subject to fluctuations because gas from different production and storage facilities can be fed into the grids.

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सकते हैं। • गैस की क्वॉलिटी भी कम ज्यादा हो सकती है, क्योंकि अनेक उत्पादन और स्टोरेज सुविधाओं से गैस को ग्रिड में फीड किया जा सकता है।


Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता When gases are removed from the grid, these are usually measured volumetrically at the end customer (m³ per time unit), whereas the billing is done as energy (kWh per

जब ग्रिड से गैसों को निकाले जाने पर, इन्हें प्रायः अंतिम ग्राहक के स्तर पर आयतन में (m³ प्रति टाइम यूनिट) मापा जाता है, जबकि बिलिं ग एनर्जी के

time unit generally month) or sometimes also as volume

रूप में (प्रायः kWh प्रति टाइम यूनिट महीना) अथवा कभी-कभी आयतन के

(m³ per time unit). The gas is measured under operating

रूप में (m³ प्रति टाइम यूनिट) की जाती है। सही बिलिं ग के लिए गैस को

conditions and converted into standard conditions, 0°C temperature and 1.01.325 bar pressure, for accurate billing. A knowledge of the gas composition is required

ऑपरेटिं ग कंडीशन में मापा जाता है और स्टैंडर्ड कंडीशन में 0°C तापमान और 1.01.325 bar प्रेशर पर बदला जाता है। इस परिवर्तन को संभव

to make this conversion possible. In some countries, a

बनाने के लिए गैस के कंपोजीशन का ज्ञान होना आवश्यक है। कुछ देशों

gas chromatograph calibrated based on specifications

में, बायो मीथेन की क्वॉलिटी के साक्ष्य और कथन के रूप में, एक अमिट

listed in an indelible document is required as the proof and statement of biomethane quality. Other measurement

)इनडिलेबल( डॉक्युमेंट में दिए निर्देशों के आधार पर कैलिब्रेटेड एक गैस

methods that meet the same requirements should also be

क्रोमैटोग्राफ आवश्यक होता है। समान अपेक्षाएं पूरी करने वाली अन्य माप

accepted. A grid operator must be aware of the quality of

विधियाँ भी स्वीकार की जानी चाहिए। एनर्जी का डिस्ट्रिब्यूशन और लागत

the gas at any time to ensure that the energy is delivered, and the costs are calculated correctly. When biomethane is fed into the grid, the gas quality and

की गणना सही प्रकार से करने के लिए, ग्रिड ऑपरेटर को गैस की क्वॉलिटी के बारे में सदैव पता होना चाहिए।

energy quantity introduced must be determined exactly,

जब बायो मीथेन को ग्रिड में फीड किया जाता है, तो डाली गई गैस की

and the accuracy of these values must be demonstrated.

क्वॉलिटी और एनर्जी की मात्रा को सही तरह से तय किया जाना चाहिए,

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Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता The energy quantity is calculated in kWh or MJ per unit of time unit. Temporary fluctuations in the calorific value and the Wobbe index are common in the gas grid. National (or

और इन मानों की सटीकता प्रदर्शि त की जानी चाहिए। एनर्जी की मात्रा की kWh या MJ प्रति इकाई टाइम यूनिट में गणना की जाती है। गैस

regional) technical regulations or laws stipulate to which

ग्रिड में कैलोरी वैल्यू और वोबे इं डेक्स में अस्थायी उतार-चढ़ाव सामान्य

threshold limits the calorific value and the Wobbe index

हैं। राष्ट्रीय (अथवा क्षेत्रीय) तकनीकी नियम या कानून यह तय करते हैं कि

may fluctuate. Compliance with the limits of the Wobbe index is mandatory because gas equipment (particularly burners) operating in the gas grid are adapted to the gas quality. Failure to comply could result in safety-related

malfunctions, especially on the burners such as raising

किन निर्दि ष्ट सीमाओं तक कैलोरी वैल्यू और वोबे इं डेक्स में उतार-चढ़ाव हो सकता है। वोबे इं डेक्स की सीमाओं का पालन करना ज़रूरी है क्योंकि गैस ग्रिड में प्रचालित गैस उपकरण (विशेषकर बर्नर) गैस की क्वॉलिटी के

or extinguishing the flame. On the other hand, if the gas

अनुसार एडॉप्ट होते हैं। पालन में विफल रहने पर सुरक्षा संबंधी खराबियां हो

quality in the gas grid (or a grid section) is to be generally

सकती है, विशेषकर बर्नरों पर जैसे कि लौ या लपट बढ़ना या बुझना। दूसरी

and permanently changed, all gas equipment that receive gas from the relevant grid must be adapted to the new conditions.

स्थायी रूप से बदली जानी है, तो उस ग्रिड से गैस प्राप्त करने वाले सभी गैस उपकरण नई दशाओं के अनुसार एडॉप्ट अवश्य होने चाहिए।

Therefore, CO2 must be separated from biogas until

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ओर, अगर गैस ग्रिड (या ग्रिड सेक्शन) में गैस की क्वॉलिटी अक्सर और

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इस कारण से, CO2 को बायोगैस से तब तक अवश्य अलग किया जाए जब


Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता compliance with the minimum requirements of calorific value and the Wobbe index is ensured. No hydrocarbons except CH4 are present in biomethane, whereas natural

तक कि कैलोरी वैल्यू और वोबे इं डेक्स की न्यूनतम अपेक्षाएं पूरी न हो जाएं । बायो मीथेन में CH4 के सिवाय अन्य कोई हाइड्रोकार्बन उपस्थित नहीं होता,

gas also contains small amounts of ethane and propane

जबकि नेचुरल गैस में थोड़ी मात्राओं में इथेन और प्रोपेन भी होते हैं, जिनके

that have a higher calorific value. The requirement

कैलोरिफिक वैल्यू अधिक होते हैं। जर्मनी में, बायो मीथेन को गैस ग्रिड में

pertaining to gas grid insertion of biomethane in Germany is portrayed in the table on page no. 33. The most frequent physical adaptation to the grid conditions

डाले जाने संबंधी अपेक्षाएं पृष्ठ 33 की तालिका में वर्णि त हैं। दबाव समायोजन (प्रेशर एडजस्टमेंट) ग्रिड स्थितियों में सबसे लगातार

is pressure adjustment. To feed biomethane into the gas

भौतिक रूपांतरण में से एक है| गैस ग्रिड में बायो मीथेन फीड करने के लिए,

grid, the pressure must be higher than the grid pressure.

प्रेशर ग्रिड के प्रेशर से अधिक ही होना चाहिए। यह सुनिश्चित करने के लिए

Safety precautions must be taken to ensure that the feed

सुरक्षा सावधानी बरती जानी चाहिए कि संबंधित ग्रिड में अनुमति के मुकाबले

system is not capable of producing a higher pressure than is permissible in the relevant grid. Additionally, effective

ज्यादा प्रेशर (दबाव) न पैदा हो इसके अलावा, सप्लाई में रूकावट होने पर

precautions must be taken to ensure that gas cannot flow

गैस वापस सप्लाई लाइन में जाने से रोकने के लिए प्रभावी पूर्वसावधानियां

back into the supply line when the supply is interrupted.

अपनाई जानी अनिवार्य है ।

Biomethane in gas cylinders

गैस सिलेंडरों में बायो मीथेन

Another method of storing and transporting biomethane

बायोमीथेन को संचयित ) स्टोरेज ( और ट्रांसपोर्टेशन करने का एक अन्य

is its compression in pressurized gas cylinders, typically at about 200–250 bar, opening up various application options. Biomethane is usually produced in large volume flows, often in rural areas. The utilization of large quantities of energy produced in many locations is not immediately feasible, or a usable gas grid infrastructure is not available. In this case, biomethane can be compressed

तरीका दबाव वाले गैस सिलेंडर में इसका कम्प्रेशन करना है। यह आमतौर पर लगभग 200–250 bar पर होता है, जो विभिन्न एप्लिकेशन विकल्पों को प्रस्तुत करता है। अक्सर ग्रामीण क्षेत्रों में, बायो मीथेन का प्रायः बड़ी मात्रा में उत्पादन होता है। अगर कोई उपयोगी गैस ग्रिड इन्फ्रास्ट्रक्चर उपलब्ध नहीं है तो कई स्थानों पर बड़ी मात्रा में बनी एनर्जी का तुरंत इस्तेमाल संभव नहीं होता है। ऐसी स्थिति

and filled into pressurized gas cylinders, making it easy

में, बायो मीथेन को कंप्रेस किया जा सकता है और प्रेशराइज्ड गैस सिलेंडरों

to transport. To achieve the highest possible energy

में भरा जा सकता है, जिससे इसका परिवहन आसान बन जाता है। ज्यादा से

density, the biomethane is typically compressed to 200 – 250 bar. The fuel quality is equivalent to that of natural gas. Compression to a lower pressure is possible but less

ज्यादा एनर्जी घनत्व प्राप्त करने के लिए, बायो मीथेन को प्रायः 200 - 250 bar तक कंप्रेस किया जाता है। ईंधन की क्वॉलिटी नेचुरल गैस के बराबर

energy would then be stored or transported. Steel pressure

होती है। इसे और भी कम प्रेशर तक कंप्रेस करना संभव है, लेकिन तब

tanks are used to store the biomethane. Increasingly,

अपेक्षाकृत कम एनर्जी स्टोर या ट्रांसपोर्ट हो पाएगी। बायो मीथेन स्टोर करने

however, full-composite containers – plastic liners coated with carbon fibers – are used as storage vessels. These are tested to ensure they are burst-proof and are offered

के लिए सीमलेस स्टील प्रेशर टैंक का इस्तेमाल किया जाता है। हालाँकि अब फुल कम्पोजिट कंटेनरों - कार्बन फाइबर की कोटिं ग वाले प्लास्टिक

in a wide range of sizes. Small cylinders for bio-CNG

लाइनर्स - का इस्तेमाल स्टोरेज वेसल्स के रूप में बढ़ता जा रहा है। इनका

starting from 10 L water capacity are also available (it

परीक्षण करके यह देखा गया है कि ये बर्स्ट-प्रूफ हैं और वे कई आकारों में

can however vary from country to country). If trucks are used for transportation, larger cylinders containing several hundred kg of biomethane are used, sometimes

उपलब्ध हैं। 10 L जल क्षमता से शुरुआत के साथ बायो-CNG हेतु छोटे सिलेंडर भी उपलब्ध हैं (हालाँकि ये एक से दूसरे देश में भिन्न हो सकते हैं)

fastened together in bundles. One kg of biomethane has

परिवहन के लिए ट्रकों का इस्तेमाल किए जाने पर, कई सौ किलो बायो

an equivalent energy content of approximately 13.3 kWh.

मीथेन वाले बड़े सिलेंडरों का इस्तेमाल किया जाता है, जिनको प्रायः बंडलों

The energy required to compress biomethane to 200 bar

के रूप में एक साथ बांधा जाता है। एक किलो बायो मीथेन में लगभग 13.3

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Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता is about 0.2–0.3 kWhel per m³ when using a highly efficient compressor. Biomethane in pressurized gas tanks is typically used in the transport sector. In many countries, a new development is to supply households and commercial entities with biomethane in compressed gas cylinders. In terms of market price per calorific value of the fuel, this is less expensive than fossil fuels such as LPG. Transportation sector Vehicles running on CNG or liquefied natural gas play

kWh ऊर्जा होती है। हाई दक्षता वाले कम्प्रेसर का इस्तेमाल करने पर, बायो मीथेन को 200 bar तक कंप्रेस करने के लिए लगभग 0.2–0.3 kWhel प्रति m³ ऊर्जा की ज़रूरत होती है। परिवहन क्षेत्र में प्रायः प्रेशराइज्ड गैस टैंकों में बायो मीथेन का इस्तेमाल किया जाता है। कम्प्रेस्ड गैस सिलेंडरों में बायो मीथेन की घरों और कॉमर्शि यल संस्थाओं को सप्लाई, अनेक देशों में एक नई गतिविधि है। ईंधन के प्रति कैलोरी वैल्यू की बाजार कीमत के संदर्भ में, यह LPG जैसे फॉसिल फ्यूल से सस्ता पड़ता है। परिवहन क्षेत्र

a crucial role in the development of an environmentallyfriendly transport sector. The contribution to green house gas (GHG) emission savings when vehicles use biomethane reaches up to 90% compared with a conventional petrol- or diesel-fueled vehicle. Biomethane has immense potential in the transport sector due to its combustion characteristics, which are similar to natural gas. It is usually compressed to approximately 200–250 bar to increase the energy density of the gas to make it more efficient for use in transport. Biomethane can

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CNG या लिक्विफाइड नेचुरल गैस से चलने वाले वाहन पर्यावरण अनुकूल परिवहन क्षेत्र के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पांरपरिक पेट्रोल अथवा डीजल-चालित वाहन की तुलना में इन वाहनों में बायो मीथेन का इस्तेमाल किए जाने पर ग्रीन हाउस गैस (GHG) उत्सर्जन की बचत में 90% तक योगदान होता है। बायो मीथेन की ज्वलनशील लक्षणों के कारण, जो कि नेचुरल गैस के समान हैं, परिवहन क्षेत्र में इसके लिए अपार संभावनाएं हैं। परिवहन हेतु इस्तेमाल के लिए इसे और अधिक दक्ष बनाने के लिए, जैसा के पहले जिक्र किया


Biomethane Utilization / बायो मीथेन की उपयोगिता be used in all engines running on natural gas. There are many state-of-the-art gas engines on the market for cars, heavy duty vehicles, buses, ships, and trains that can

गया है गैस को प्रायः लगभग 200-250 bar तक कंप्रेस करते हुए इसका एनर्जी घनत्व बढ़ा दिया जाता है। बायो मीथेन को नेचुरल गैस से चलने

be operated with biomethane or bio-CNG. Most vehicle

वाले सभी इं जनों में इस्तेमाल किया जा सकता है। बाज़ार में कारों, हैवी

manufacturers offer models that run on CNG. A petrol-

डि् यूटी वाहनों, बसों, जहाजों और रेलगाड़ियों के लिए अनेक अत्याधुनिक

powered vehicle can be converted to run on gas, which is a common practice in India. The total carbon footprint and usage cost is low when compared with its fossil

गैस इं जन उपलब्ध हैं जो बायो मीथेन अथवा बायो-CNG से चलाए जा सकते हैं। अधिकांश वाहन निर्माता CNG से चलने वाले मॉडल प्रस्तुत करते

equivalents. A major advantage for using biomethane

हैं। पेट्रोल चालित वाहन को गैस से चलाने के लिए बदला जा सकता है,

as fuel, apart from protecting the environment, is the

जो भारत में एक सामान्य बात है। इसके समकक्ष फॉसिल फ्यूल की तुलना

economic savings; it is cheaper for consumers to use

में इसका कुल कार्बन प्रभाव और उपयोगिता की लागत अपेक्षाकृत कम

biomethane or CNG than petrol or diesel, depending on the tax regime. However, this aspect must be highlighted

है। पर्यावरण संरक्षण के अलावा आर्थि क बचत, बायो मीथेन को ईंधन के

at filling stations, where natural gas is currently sold per

रूप में इस्तेमाल करने का एक प्रमुख लाभ है; कर व्यवस्था के अनुसार,

kg, whereas other fuels are sold per liter, making it difficult

उपभोक्ताओं को पेट्रोल या डीजल की तुलना में बायो मीथेन या CNG का

for the consumer to compare prices. GHG emission

इस्तेमाल करना सस्ता पड़ता है। हालाँकि,यह पहलू अवश्य रेखांकित किया

from the transportation is a major challenge in numerous countries that are struggling to reduce emissions from this sector. Furthermore, India is heavily dependent on the

जाना चाहिए कि फिलिं ग स्टेशनों पर जहां नेचुरल गैस वर्तमान में प्रति किलो की दर से बेची जाती है, जबकि अन्य ईंधन प्रति लीटर की दर से बेचे जाते

importation of fossil fuels. In this case, locally produced

हैं, जिससे उपभोक्ता के लिए कीमतों की तुलना करना मुश्किल हो जाता है।

biomethane can offer a solution for the decarbonization

परिवहन के कारण होने वाले GHG निकास, अनेक देशों में एक बड़ी चुनौती

of the transport sector. To make this sustainable, the use of biomethane must be supported through incentives that consider external factors such as the environmental effect of the fuels.

हैं जो इस सेक्टर से उत्सर्जन कम करने के लिए कोशिश कर रहे हैं। इसके अतिरिक्त, भारत फॉसिल फ्यूल के आयात पर काफी निर्भर है। ऐसी स्थिति में, स्थानीय उत्पादित बायो मीथेन परिवहन क्षेत्र के डिकार्बनाइजेशन के लिए एक समाधान प्रस्तुत कर सकती है। इसे स्थायी बनाने के लिए, बायो मीथेन के इस्तेमाल को ऐसे प्रोत्साहनों द्वारा समर्थन देना आवश्यक है जो बाहरी वजहों जैसे कि ईंधन के पर्यावरणीय प्रभाव पर विचार करते हों।

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Technological Innovations and Perspectives / तकनीकी नवप्रवर्तन और दृष्टिकोण The treatment of raw biogas to produce biomethane offers the potential to develop various innovative techniques that progress beyond the production of a primary energy

बायो मीथेन उत्पादन के लिए कच्ची बायोगैस का ट्रीटमेंट, अनेक नवीन तकनीकें विकसित करने की संभावना प्रदान करता है जो प्राइमरी एनर्जी

carrier.

कैरियर के उत्पादन से आगे तक जाती हैं।

CH4 and CO2 are products that have a wide range of

CH4 और CO2 ऐसे प्रोडक्ट हैं जिनके अनेक प्रयोग हैं और हाई वैल्यू है,

applications and a high value, especially if the gas is pure. Cryogenic gas treatment in particular is an optimum basis for alternative utilization of the generated products. This technology employs high pressure and temperature

विशेषकर अगर गैस शुद्ध है तो। क्रायोजेनिक गैस ट्रीटमेंट, विशेष रूप से, तैयार प्रोडक्ट्स के अन्य इस्तेमाल के लिए सबसे उचित आधार है। इस तकनीक में हाई प्रेशर और टेम्प्रेचर के अंतरों को एक अच्छी रेक्टिफिकेशन

differences along with an excellent rectification method

विधि के साथ इस्तेमाल करते हुए हाई प्योरिटी वाले CH4 और CO2 का

to produce CH4 and CO2 with a high level of purity. This

उत्पादन किया जाता है। केवल यह शुद्ध CO2 ही प्लांट ऑपरेटर को अतिरिक्त

pure CO2 alone can lead to additional revenue potential for the plant operator. For example, the CO2 separated in the process can be marketed as dry ice. Dry ice

रेवेन्यू दे सकता है। उदाहरण के लिए, इस प्रक्रिया में पृथक की गई CO2 को ड्राई आइस के रूप में बाजार में बेचा जा सकता है। गैसीय CO2 से −78.5°C

is produced from gaseous CO2 at a temperature of

टेम्प्रेचर पर ड्राई आइस बनाई जाती है। पारंपरिक बर्फ और ड्राई आइस

−78.5°C. The difference between conventional ice and

(शुष्क बर्फ ) के बीच अंतर यह है कि तापन के दौरान ड्राई आइस पिघलती

dry ice is that dry ice does not melt during heating, but

नहीं और बिना कोई अवशेष छोड़े वाष्पित हो जाती है। यह इसे अनेक प्रकार

evaporates without residue. This makes it an appealing alternative for a wide range of industrial applications. For example, dry ice is used for cleaning large-scale

के औद्योगिक प्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाता है। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने के औद्योगिक प्लांट्स की सफाई के लिए ड्राई आइस

industrial plants. When the dry ice is injected, residues

का इस्तेमाल किया जाता है। शुष्क बर्फ इं जेक्ट करने पर वसा और तेल के

from fats and oils become brittle and burst. Since the dry

कण कमजोर हो जाते हैं और फट जाते हैं। चूंकि शुष्क बर्फ तत्काल अपनी

ice immediately passes into its gaseous phase, there is no danger of subsequent corrosion of metal parts.

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गैसीय अवस्था में पहुंच जाती है, इसलिए बाद में धातु वाले भागों पर जंग का कोई खतरा नहीं होता।


Technological Innovations and Perspectives / तकनीकी नवप्रवर्तन और दृष्टिकोण Other upgrading technologies can also lead to additional revenue potentials when CO2 can be sold or used. The CO2 content in the air, particularly in rural areas,

अन्य अपग्रेडेशन तकनीकें अतिरिक्त रेवेन्यू की संभावनाएं भी पैदा कर सकती हैं जहां CO2 को बेचा या इस्तेमाल किया जा सकता है। वायु में CO2 की

is typically on the lower side. Several studies state that

मात्रा, विशेषकर ग्रामीण क्षेत्रों में कम स्तर पर होती है। कई अध्ययनों में

the desired range of CO2 content for optimum plant

यह पाया गया है कि पौधों में CO2 की मात्रा की ज़रूरत काफी अधिक होती

growth is well above what’s found. In greenhouses in particular, the microclimate can be optimally adapted to the plants’ requirements. Increasing the CO2 content

in the air artificially maximizes potential yield and makes economically viable use of the separated CO2. The

additional income that can be achieved through improved plant growth is an extra gain for the operator of the system. CO2 can also be further processed to produce calcium carbonate, which is required in many areas of application.

है। विशेष रूप से ग्रीनहाउस में, माइक्रोक्लाइमेट को पौधों की ज़रूरतों के अनुसार उचित प्रकार से एडॉप्ट किया जा सकता है। वायु में कृत्रिम रूप से CO2 की मात्रा बढ़ाने से अधिकतम संभव उपज मिलेगी और अलग की गई CO2 का आर्थि क रूप से व्यावहारिक इस्तेमाल होगा। पौधों की बेहतर वृद्धि से, सिस्टम के ऑपरेटर को अतिरिक्त लाभ के रूप में एक अतिरिक्त आय प्राप्त हो सकती है। CO2 को और प्रोसेस करके कैल्शियम कार्बोनेट का उत्पादन किया जा सकता है, जिसकी कई क्षेत्रों में ज़रूरत होती है।

Another advantage of biogas upgrading and gas grid

रिन्यूएबल एनर्जी सिस्टम एकीकरण के लचीलेपन और एडॉप्शन की भरपूर

injection is the tremendous potential for flexibility and

क्षमताएं बायोगैस अपग्रेडेशन और गैस ग्रिड इं जेक्शन का अन्य लाभ है।

optimization of the system integration of renewable

एक ओर, ग्रिड में फीड की गई बायो मीथेन निकाली जा सकती है और मांग

energies. On the one hand, biomethane fed into the grid can be removed and converted into energy according to demand wherever the CHP can be employed to greatest

के अनुसार एनर्जी में बदली जा सकती है, जहां CHP को अधिकतम प्रभाव तक नियोजित किया जा सकता है। यह वर्तमान सिस्टम्स का दक्ष एनर्जी

effect. This ensures efficient energy use of existing

इस्तेमाल, तथा विद्युत ग्रिड के पुनर्गठन में पर्याप्त लागत बचत करता है। बड़े

systems and considerable cost savings in the restructuring

पैमाने पर बिजली का डिस्ट्रिब्यूशन करने के लिए इन ग्रिड पर हाई वोल्टेज

of electricity grids. These grids no longer require costly upgrades to high voltage operating levels to distribute large amounts of electricity. The existing gas grid can

ऑपरेटिं ग स्तरों के लिए महंगे अपग्रेडेशन करने की ज़रूरत नहीं रह जाती है। वर्तमान गैस ग्रिड को एनर्जी डिस्ट्रिब्यूशन के वैकल्पिक साधन के रूप में

be used as an alternative means of energy distribution

इस्तेमाल किया जा सकता है और इस प्रकार इन्फ्रास्ट्रक्चर विस्तार हिसाब

and thus offers a corresponding savings potential for

से बचत की संभावना प्रस्तुत करता है।

infrastructure expansion. On the other hand, the CO2 generated during gas treatment can be used as a starting product for the methanation of hydrogen from electrolysis. Subsequently, this can either be fed into the natural gas grid or be utilized as a vehicle fuel. In addition to energy use, hydrogen production also opens up possibilities for system operators in various industries such as in the production of NH3, hydrogen,

दूसरी ओर गैस ट्रीटमेंट के दौरान उत्पन्न CO2 को इलेक्ट्रोलिसिस से हाइड्रोजन के मीथेनेशन हेतु एक प्रारंभिक प्रोडक्ट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। बाद में इसे नेचुरल गैस ग्रिड में फीड किया जा सकता है या वाहनों में ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। एनर्जी इस्तेमाल के अलावा, हाइड्रोजन का उत्पादन सिस्टम ऑपरेटरों के लिए अनेक उद्योगों में भी संभावनाएं उत्पन्न करता है जैसे कि कृषि क्षेत्र को महत्त्वपूर्ण फर्टि लाइजर उपलब्ध कराने के लिए NH3, हाइड्रोजन, और

and N2 are required to provide the agricultural sector with

N2 का उत्पादन आवश्यक होता है। इसके अतिरिक्त मीथेनेशन के विकल्प

crucial fertilizers. Also, as an alternative to the path of

के रूप में बायोगैस अथवा बायो मीथेन CO2, CO, और हाइड्रोजन युक्त

methanation, biogas or biomethane can also serve as a

सिं थेसिस गैस के उत्पादन हेतु कच्चे माल की तरह भी प्रयोग किया जा

raw material for the production of synthesis gas consisting of CO2, CO, and hydrogen. The synthesis gas produced at

desired process condition can be passed over a suitable catalyst to produce methanol, an essential reactant for

सकता है। चाही गई प्रोसेस कंडीशन में बनाई गई सिं थेसिस गैस को एक उचित कैटेलिस्ट से गुजारते हुए मीथेनॉल का उत्पादन किया जा सकता है, जो कि अनेक केमिकल प्रक्रियाओं के लिए एक आवश्यक रिएक्टेंट है।

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Technological Innovations and Perspectives / तकनीकी नवप्रवर्तन और दृष्टिकोण various chemical processes. The hydrogen itself can as be used in fuel cells so that the stored energy can be converted into electrical power or used as a fuel. Likewise, hydrogen can also be utilized directly into

हाइड्रोजन का इस्तेमाल ईंधन सेलों में किया जा सकता है जिससे संचित एनर्जी को विद्युत शक्ति में बदला जा सकता है या ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

biogas production to obtain biogas with significantly

इसी प्रकार से, हाइड्रोजन को सीधे बायोगैस उत्पादन में भी इस्तेमाल किया

increased CH4 content by blowing hydrogen into the

जा सकता है और डाइजेस्टर में हाइड्रोजन प्रवाहित करके, जहाँ हाइड्रोजन

digester, where the hydrogen transforms with carbon to form CH4 molecules. Promising laboratory tests exhibit that methane levels of > 85 vol% can be obtained.

Overall, biomethane technology provides biogas operators

कार्बन के साथ रूपांतरित होकर CH4 बनाती है, उल्लेखनीय रूप से अधिक CH4 वाली बायोगैस प्राप्त की जा सकती है। नए प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चला है कि > 85 vol% स्तर की मीथेन प्राप्त की जा सकती है।

with a wide range of opportunities for additional potential

कुल मिलाकर, बायो मीथेन तकनीक, बायोगैस ऑपरेटरों को अतिरिक्त

revenue. The utilization of CO2 in the production of dry ice,

रेवेन्यू के लिए अनेक अवसर उपलब्ध कराती है। ड्राई आइस के उत्पादन में

the optimization of living conditions for cultivated plants in green houses, and the methanation of hydrogen are just

CO2 की उपयोगिता, ग्रीन हाउस में उगाए जाने वाले पौधों के लिए लिविं ग

a few of many applications where operators can benefit

कंडीशंस का एडॉप्शन, और हाइड्रोजन का मीथेनेशन आदि कुछ इस्तेमाल हैं

from use of this by-product.

जिनका ऑपरेटर इस बाइप्रोडक्ट को इस्तेमाल करके फायदा उठा सकते हैं।

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया The use of biogas technology is growing worldwide, and biomethane in particular is becoming increasingly attractive in India. Being the fifth largest economy in the world (in

बायोगैस तकनीक का इस्तेमाल पूरे विश्व में बढ़ता जा रहा है, और विशेष रूप से बायो मीथेन भारत में तेजी से आकर्षक होता जा रहा है। विश्व की

nominal GDP terms1), India generates large volumes of

पांचवीं सबसे बड़ी अर्थव्यवस्था होने के कारण (अनुमानित GDP संदर्भ में1)

organic waste that can be utilized energetically, creating

भारत बड़े पैमाने पर आर्गेनिक कचरा उत्पन्न करता है जिनका इस्तेमाल

opportunities for investment and technology partnerships

एनर्जी बनाने के लिए किया जा सकता है, और बायोगैस और बायो मीथेन

between local and international companies specializing in biogas and biomethane. Policy makers across different relevant ministries linked to

में विशेषज्ञता वाली स्थानीय और अंतर्राष्ट्रीय कंपनियों के बीच निवेश और तकनीकी साझेदारियों के अवसर उत्पन्न किए जा सकते हैं।

the bio-CNG industry have formulated several frameworks

बायो-CNG उद्योग से जुड़े अनेक संबंधित मंत्रालयों के नीति निर्माताओं ने

to provide the needful stimulus to biogas for being

देश की एनर्जी मैट्रिक्स में बायोगैस को टिकाऊ ईंधन के रूप में चिन्हित

recognized as the sustainable fuel in country’s energy matrix. But, despite the implementation of the different programs by the respective ministries, rules and regulatory

करने हेतु आवश्यक प्रोत्साहन प्रदान करने के लिए अनेक योजनाएं तैयार की हैं। संबंधित मंत्रालयों द्वारा अनेक कार्यक्रम लागू करने, भारत में वेस्ट-

framework for supporting and promoting waste-to-energy

टू -एनर्जी (WTE) को समर्थन और बढ़ावा देने के लिए नियमों और ढांचे के

(WTE) in India, the overall outcome has not quite justified

बावजूद प्राप्त कुल परिणाम इसकी वास्तविक संभावित क्षमता के अनुरूप

its true potential. The aim over here is to transgress across some of the key framework spanning the Indian biogas industry, particularly its usage in the form of bio-CNG.

नहीं हैं। भारतीय बायोगैस उद्योग से, विशेषकर बायो-CNG के रूप में इसकी उपयोगिता से संबंधित कुछ प्रमुख रूपरेखाएं प्रस्तुत करने का यहाँ उद्देश्य है।

The central coordinating ministry pertinent to biogas

बायोगैस से संबंधित केंद्रीय समन्वयक मंत्रालय MNRE है, 1980 के दशक

is the MNRE, which has been aiming at promoting

की शुरुआत से रिन्यूएबल एनर्जी को बढ़ावा देने का जिसका उद्देश्य रहा

renewable energies since the early 1980s. Some of the

है। नवीन राष्ट्रीय बायोगैस एवं जैविक खाद कार्यक्रम, संशोधित बायोगैस-

prominent central financial assistance programs across

आधारित विद्युत उत्पादन (ऑफ-ग्रिड) और तापीय प्रयोग कार्यक्रम और

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया the different scale of biogas plants are the New National Biogas and Organic Manure Program, modified biogasbased power generation (off-grid) and thermal application

WTE सब्सिडी कार्यक्रम आदि कुछ प्रमुख केंद्रीय वित्तीय सहायता कार्यक्रम हैं जो अनेक आकार वाले बायोगैस प्लांट्स के लिए हैं। जहां प्रथम दो

program, and the WTE subsidy program. While the first

योजनाएं , छोटे पैमाने के और कम्युनिटी प्लांट्स द्वारा तापीय और विकेंद्रित

two schemes are meant for small-scale and community-

विद्युत उत्पादन के लिए हैं, वहीं WTE सब्सिडी योजना बायो-CNG उत्पादन

based plants with thermal and decentralized electricity

के लिए बड़े पैमाने के बायोगैस प्लांट्स स्थापित करने के संबंधित है। इस

production as the final output; the WTE subsidy scheme spans setting of large-scale biogas plants for bio-CNG generation. Under this scheme, subsidy to the tune of INR

योजना के अंतर्गत 12,000 m3/प्रतिदिन क्षमता वाले कच्चे बायोगैस प्लांट के लिए INR 4 करोड़ की सब्सिडी तय की गई है। इसी प्रकार, समान

4 crores is earmarked for 12,000 m3/ day capacity of raw

आकार के बायोगैस प्लांट को बायो-CNG उत्पादक इकाई के रूप में बेहतर

biogas plant. Likewise, for a similar scale of biogas plant

बनाने के लिए INR 3 करोड़ की सब्सिडी राशि (प्रति 12,000 m3/दिन

to be updated into bio-CNG producing facility, a subsidy amount (per 12,000 m3/ day raw biogas) of INR 3 crores is applicable. While the subsidy scheme has aptly put bio-

कच्ची बायोगैस) दी जाती है। जहां सब्सिडी योजना में बायो-CNG को बायोगैस के प्राथमिकता आधारित इस्तेमाल के रूप में समुचित रूप में रखा

CNG as the prioritized usage of biogas, the scheme can

है, वहीं इस योजना के लिए किसी वित्तीय संस्थान (FI) से ऋण हेतु आवेदन

only be applied in tandem with application for loan through

के साथ ही आवेदन किया जा सकता है। बायो-CNG परियोजनाएं शुरू

a financial institution (FI). For the bio-CNG projects to start, MNRE is looking to coordinate with FIs to convince them for swift lending to the industry, which presently is not quite prevalent. 1

https://en.wikipedia.org/wiki/Economy_of_India

Ministry of Road Transport and Highways, as per its notification in 2015, has amended the Central Motor

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करने के लिए, MNRE वित्तीय संस्थानों (FI) से तालमेल करते हुए उन्हें उद्योग जगत हेतु तुरंत ऋण सुलभ कराने हेतु सहमत करने के लिए कोशिश कर रहा है, जो कि वर्तमान में विशेष प्रचलित नहीं है। 1

https://en.wikipedia.org/wiki/Economy_of_India

2015 की अपनी अधिसूचना के अनुसार सड़क परिवहन और राजमार्ग मंत्रालय ने केंद्रीय मोटर वाहन नियमों में संशोधन किया है और BIS (BIS


Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया Vehicles Rules and included the provisions for usage of biogas, in the form of bio-CNG, in motor vehicles provided its meeting the fuel specification as per prescribed

16087:2016) के निर्देशों के अनुसार ईंधन निर्दि ष्टियां पूरी करने पर बायोगैस को बायो-CNG के रूप में मोटर वाहनों में इस्तेमाल किए जाने के प्रावधान

specification from BIS (BIS 16087:2016). Furthermore, in

शामिल किए हैं। इसके अलावा, नवम्बर 2018 में सड़क परिवहन और

November 2018, there have been amendments made to

राजमार्ग मंत्रालय द्वारा मोटर वाहन अधिनियम में संशोधन किए गए हैं, जिसने

the Motor Vehicle Act by the Ministry of Road Transport

वाहनों के लिए ईंधन के रूप में बायो-CNG के क्षेत्र का विस्तार किया गया

and Highway, which expanded the scope of bio-CNG as fuel for vehicles, listing fuel and engine specification, emission standards, testing methods, safety requirements, and performance of engines (retrofitted and original ones).

है, ईंधन और इं जन के नियम, निकास के मानक, परीक्षण विधियों, सुरक्षा अपेक्षाओं, और इं जनों (रेट्रोफिटेड और मूल) के कार्यप्रदर्शन को शामिल किया गया है। यह संशोधन, बाजार के लिए एक अच्छा संकेत देता है।

This amendment further sends out a positive signal to the market. Ministry

of

Petroleum

and Natural Gas, in its Biofuel talks

में, आगामी दशक के दौरान देश

2018,

में एनर्जी और परिवहन जैसे

increasing

क्षेत्रों में बायो ईंधन की बढ़ती

Policy about

पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस मंत्रालय ने अपनी बायो ईंधन नीति 2018

usage of biofuels in the energy and transportation sectors of the country

उपयोगिता

का

वर्णन

किया

है। इस नीति का उद्देश्य घरेलू

coming

फीडस्टॉक को बायो ईंधन के

policy

उत्पादन हेतु इसकी उपयोगिता

aims to utilize, develop,

का इस्तेमाल और विकास करना

during

the

decade.

The

and promote domestic feedstock and its usage

है, ताकि जीवाश्म ईंधन )फॉसिल

for production of biofuels,

फ्यूल( को टिकाऊ तरीके से

thereby

increasingly

क्रमिक रूप से बदला जा सके।

substituting fossil fuels in

1 अक्टू बर 2018 को, नयी दिल्ली

a sustainable way. On 1

st

October, 2018 it kicked off a new initiative called

में Sustainable Alternative Towards

Affordable

sustainable

alternative

Transportation

towards

affordable

नामक एक नई पहल शुरू की गई,

transportation (SATAT) in New Delhi, featuring the oil marketing companies (OMCs), which shall ensure the offtake of the produced fuel (bio-CNG within defined

(SATAT)

जिसके अंतर्गत ऑयल मार्के टिं ग कंपनियां (OMC) वाहनों हेतु ईंधन की मांग पूरी करने के लिए उत्पादित बायो-CNG (BIS IS 16087:2016 के अनुसार

specification as per BIS IS 16087:2016) to meet the

तय निर्दि ष्टियों की सीमा में) ख़रीदेंगीं । डिस्ट्रिब्यूशन आउटलेट पर बायो-

demand for automotive fuels. An offtake price of bio-

CNG का ऑफटेक वैल्यू INR 46/Kg (GST को छोड़कर, वैल्यू हर 3 साल

CNG at dispensing outlets has been kept at INR 46/ Kg (excluding GST, the price being subject to revision every 3 years). There is provision to enter into a long-term offtake

में संशोधन के अधीन) रखा गया है। संबंधित पक्षों के आवश्यक सुरक्षा के प्रावधानों के साथ 10 साल की अवधि तक दीर्घकालिक ऑफटेक समझौता

agreement spanning 10 years with needful safeguard

करने का प्रावधान है। इस योजना के अंतर्गत OMC ने स्वयं भी अपनी बायो-

provisions for related parties. The OMCs themselves

CNG डिस्ट्रिब्यूशन इकाइयां स्थापित करने के लिए बड़ी पूंजी तय की है।

have earmarked large capital to set up their own bio-CNG

अगले 5 वर्षों के दौरान चरणबद्ध तरीके से लगभग 5,000 प्लांट्स स्थापित

dispensing units under the scheme. The scheme plans to

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया set up approximately 5,000 plants over next 5 years in a phased manner. Also, it intends to generate approximately 75,000 employment directly or indirectly.

करना इस योजना में शामिल है। साथ ही, इसमें प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से लगभग 75,000 लोगों के लिए रोजगार उत्पन्न होने की आशा है।

Ministry of Power (MoP), in compliance with the Electricity

विद्युत अधिनियम, 2003 के पालन में विद्युत मंत्रालय (MoP) ने 2016 में

Act, 2003, has notified a revised tariff policy from WTE

WTE प्लांट्स से एक संशोधित टैरिफ की नीति अधिसूचित की, जिसमें

plants in 2016, which includes the following:

निम्नलिखित शामिल हैं:

a) State Distribution Licensee shall procure power from all the WTE plants in the state, depending upon the resources available, at the tariff determined by the appropriate

a) उपलब्ध रिसोर्सेज के अनुसार स्टेट डिस्ट्रिब्यूशन लाइसेंसी, लागत पर कमीशन के आधार पर तय टैरिफ पर राज्य में सभी WTE प्लांट्स से बिजली

commission on cost plus basis. This is also referred

खरीदेगा। इसे रिन्यूएबल पर्चेज ऑब्लिगेशन (RPO) भी कहा जाएगा, जिसमें

as the renewable purchase obligation (RPO), wherein

संबंधित राज्य मंत्रालय द्वारा तय सोलर और गैर-सोलर आधारित बिजली

discoms

are

assigned

की खरीद के लिए डिस्कॉम हेतु

quota for procuring solar and

non-solar

कोटा तय किया जाएगा।

based

power as fixed by the corresponding

b) हस्तांतरणीय/ट्रांसफरेबल और

State

बिक्री योग्य नवीकरणीय ऊर्जा

Ministry.

प्रमाणपत्रसेलेबल

b) Regulations for the

एनर्जी

development of market

सर्टिफिकेट

रिन्यूएबल (REC)

in power from renewable

जारी करते हुए नवीकरणीय

energy

by

ऊर्जारिन्यूएबल एनर्जी स्रोतों से

issuance of transferable

बिजली के बाजार के विकास के

sources

and saleable renewable

लिए विनियम। उचित कमीशन

energy

certificates

(RECs).

Renewable

द्वारा तय अधिमान्य प्रशुल्क )

energy generators are to

प्रेफरेंशियल टैरिफ( पर ग्रिड को

be issued an REC if they

बिजली न बेचने वाले रिन्यूएबल

are not selling electricity

एनर्जी उत्पादकों को एक REC

to grid at preferential tariff

निर्गत किया जाएगा। प्रायः,

set by the appropriate commission.

WTE परियोजनाओं हेतु बिजली

Typically,

Central Electricity Regulatory Commission (CERC) sets the guideline for electricity tariff for WTE projects, whereas at the state level, the State Electricity Regulatory Commission comes up with its own tariff on project-to-project basis, taking cues from CERC guidelines. c) Entities, typically discoms obligated for meeting RPO as stated by the relevant commission can do so by purchasing REC from renewable energy-based power generators. Owing to dismal financial situation of the

टैरिफ के लिए दिशानिर्देश CERC तय करेगा, जबकि राज्य स्तर पर, CERC के दिशानिर्देशों के अनुरूप राज्य विद्युत नियामक आयोग, प्रत्येक परियोजना के आधार पर अपने टैरिफ तय करेगा। c) संबंधित कमीशन द्वारा निर्दि ष्ट RPO पूरा करने के लिए संस्थाएं , प्रायः डिस्कॉम, रिन्यूएबल एनर्जी-आधारित बिजली उत्पादकों से REC खरीदकर ऐसा कर सकेंगी। डिस्कॉमों की कमज़ोर वित्तीय स्थिति के कारण, यह योजनाएं बायोगैस उद्योग को आगे बढ़ाने में विशेष प्रभावी नहीं रही हैं।

discoms, the above schemes haven’t been quite able

हालाँकि उज्जवल DISCOM एश्योरेंस योजना के अंतर्गत सरकार द्वारा

to propel the biogas industry. Efforts are being made by

डिस्कॉमों को बेलआउट देने की कोशिशें की गई हैं। एक नज़रिया देना, इस

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया

the government though to bail out the discoms under the Ujwal DISCOM Assurance Yojana scheme. The essence of putting forth this policy is an analogical scenario,

नीति के विश्लेषण का उद्देश्य है, जिसमें CNG मार्के टिं ग कंपनियों, प्रमुख रूप से OMC को CNG की बिक्री बायो-CNG से प्रतिस्थापित करने के लिए

wherein CNG marketing companies, primarily the OMCs,

कोटा आवंटित किया जाता है। इसके अतिरिक्त, बायो-CNG उत्पादकों के

are allocated quota to substitute CNG sales with bio-CNG.

लिए सेलेबल एनर्जी प्रमाण पत्र जारी किया जा सकता है, जिसे OMC द्वारा

Further, tradable energy certificate can be issued to bio-

कोटे के न पूरे किए गए भाग के बदले में खरीदा जा सकता है। बिक्रीयोग्य

CNG producers which can be bought by the OMCs in lieu of unmet portion of quota requirements. Issuance of tradable energy certificates shall as well discount for the disparity in bio-CNG production potential across different states. The department of fertilizer under Ministry of Agriculture and Farmer Welfare (MoAFW) also plays an active role in incorporating necessary amendments in the Fertilizer

एनर्जी सर्टिफिकेट जारी करना, अनेक राज्यों में अलग-अलग बायो-CNG उत्पादन क्षमता की असमानता की रिक्तता को भरने में सहायक है। बायो फर्टि लाइजर के रूप में बायो-स्लरी को मान्यता देने के लिए, कृषि एवं कृषक कल्याण मंत्रालय (MoAFW) के अंतर्गत फर्टि लाइजर विभाग द्वारा फर्टि लाइजर नियंत्रण आदेश (FCO) में आवश्यक संशोधन सम्मिलित करते हुए एक सक्रिय भूमिका निभाई गई है। वर्तमान में, FCO में मान्यता

Control Order (FCO) to recognize bio-slurry as an

प्राप्त जैविक उर्वरकों में वर्मीकम्पोस्ट, सिटी कम्पोस्ट, फॉस्फे ट युक्त जैविक

organic fertilizer. Presently, the forms of organic fertilizer

खाद, और जैविक खादशामिल हैं। रेवेन्यू फ्लो के एक नए सोर्स के रूप में,

recognized in the FCO are vermicompost, city compost, phosphate-rich organic manure, and organic manure. As an additional source for revenue stream, market for unspent bio-slurry not only strengthens the economic viability of a bio-CNG project, but ensures balance of the nutrient cycle through its usage in arable fields. Despite loans extended to renewable sector by FIs (banks

शेष बायो-स्लरी का बाजार न केवल बायो-CNG परियोजना की आर्थि क व्यावहारिकता सशक्त बनाता है, बल्कि कृषि योग्य क्षेत्रों में इसे इस्तेमाल के माध्यम से न्यूट्रिएं ट साइकल का भी संतुलन करता है। हालाँकि FI (बैंक और गैर-बैंकिंग वित्तीय कंपनियां) रिन्यूएबल सेक्टर को प्राथमिकता के आधार पर ऋण देते हैं, लेकिन इंडियन रिन्यूएबल एनर्जी डेवेलपमेंट एजेंसी में लगभग सारी फंडिं ग और रियायती दरें सोलर और

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया

and non-banking financial companies) falling under priority sector lending, almost the entire priority funding at the Indian Renewable Energy Development Agency and

विं ड एनर्जी के लिए तय हैं। MNRE द्वारा वित्त मंत्रालय (MoF) और इसके संबंधित संस्थाओं से परामर्श करते हुए यह करने के अन्य प्रयास किए जा

defined concessional rates are earmarked for the solar and

रहे हैं कि बायोगैस उद्योग को तर्क संगत दरों पर ऋण उपलब्धता हेतु एक

wind industry. Further efforts are being made by MNRE in

प्राथमिकता क्षेत्र माना जाए। इसी प्रकार, उद्योग को आवश्यक प्रोत्साहन

consultation with Ministry of Finance (MoF) and its relevant

प्रदान करने के लिए वर्तमान में बायोगैस उपकरणों की सप्लाई और बायोगैस

bodies to ensure that the biogas industry is considered as a priority sector for the availability of loans at a reasonable rate. Likewise, a concessional rate of 5% GST is presently applicable for the supply of biogas equipment and sale of biogas or bio-CNG in biogas projects to provide the necessary stimulus to the industry. Under the environment protection initiatives, the Ministry of Environment, Forest and Climate Change has notified

परियोजनाओं में बायोगैस अथवा बायो-CNG की बिक्री पर 5% GST की रियायती दर लागू है। पर्यावरण संरक्षण के प्रयासों के अंतर्गत, पर्यावरण, वन एवं जलवायु परिवर्तन मंत्रालय ने रिवाइज्ड सॉलिड वेस्ट मैनेजमेंट (SWM) नियम, 2016 लागू किया है। भारत में शहरी ठोस वेस्ट का वैज्ञानिक मैनेजमेंट की दृष्टिकोण से हमेशा एक बड़ी समस्या रही है, इसका एक बड़ा भाग सही से उपचार किए

the revised solid waste management (SWM) rules, 2016.

बिना सीधे लैंडफिल में डाला जाता है, या उत्तर भारतीय क्षेत्रों में फसल कटाई

As scientific waste management has always been a

के बाद बड़ी मात्रा में कृषि अवशेषों को खेतों में ही जला दिया जाता है।

major problem in India in form of municipal solid waste, a major chunk of it is dumped directly into land fill without appropriate treatment or, large quantity of post-harvested

संशोधित SWM नियमों के अनुसार, शहरी स्थानीय संस्थाओं को यह करना होगा कि बड़ी मात्रा में वेस्ट, विशेष रूप से जैवअपघटनीय वेस्ट बनाने वाली

agricultural residues are burned on-field across the

हर इकाई वेस्ट को बायोगैस प्लांट्स में एनारोबिक डाइजेशन, कम्पोस्टिं ग,

Northern parts of India. As per the revised SWM rules,

वर्मीकम्पोस्टिं ग द्वारा या वेस्ट स्टेबिलाइजेशन के लिए किसी अन्य उचित

the urban local bodies must ensure that for any facility

बायोलॉजिकल प्रोसेसिं ग तरीके का इस्तेमाल करे। हालाँकि, स्थानीय स्तर

producing bulk waste, particularly biodegradable wastes, is processing the waste by anaerobic digestion in biogas

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पर आवश्यक उपनियम अभी उचित प्रकार से बनाए या लागू नहीं किए


Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया plants, composting, vermicomposting, or any other appropriate biological processing for the stabilization of wastes. However, formulation of the needful by-laws at the

गए हैं। कुछ शहरों जैसे कि बैंगलोर और ठाणे (नवी मुंबई) से सीख ली जानी चाहिए, जिन्होंने नियमों को तेजी से अपना सक्रिय ढंग से समुचित

local level along with its implementation and enforcement

कदम उठाए हैं। विशेष रूप से, तेलंगाना क्षेत्र में, एक PPP मॉडल पर काम

has not been quite up to mark. Cues must be taken from

किया जा रहा है, जहां परियोजना को सही से लागू करने के लिए नगर

some of the cities such as Bangalore and Thane (Navi

निगम, परियोजना विकासकर्ता, और OMC इन सभी के लिए उत्तरदायित्व,

Mumbai), which have been proactive in taking appropriate steps to ensure fast adaptation to the rules. Particularly, in the Telangana region, a PPP model is being worked upon, where municipal corporations, project developers, and the OMCs all have their responsibilities, incentives, and penalties defined for swift operation of the undertaken project. Such innovative models must be adopted more

प्रोत्साहन और जुर्माने तय किए गए हैं। SWM नियमों को जमीनी स्तर पर सही से लागू करने पर जोर देने के लिए स्थानीय संस्थाओं को इस तरह के इनोवेटिव मॉडल अधिक तेजी से अपनाने होंगे। बायो-CNG से संबंधित नीतियों वाले अन्य मंत्रालयों और सरकारी संस्थाओं में पेयजल एवं स्वच्छता मंत्रालय (MoDWS), कौशल विकास एवं उद्यमिता

aggressively by the local bodies to provide real thrust toward effective on-ground implementation of the SWM rules. Other ministries and government bodies, which also have relevance with respect to their policies in bio-CNG, are Ministry of Drinking Water and Sanitation (MoDWS), Ministry of Skill Development and Entrepreneurship (MSDE), Petroleum Explosive and Safety Organization (PESO) under Ministry of Commerce and Industry (MoCI), and Ministry of Rural Development (MoRD). MoDWS launched the GOBAR Dhan Policy in 2018, which has made provision of capital subsidy for harnessing bio-energy from waste available in villages across India by setting-up biogas plants under several models (panchayat based, SHG, entrepreneurs, and others). Approximately 700 community-sized plants across the country are expected to be built as part of this program. Although such plants would not have the economy of scale to produce upgraded bio-CNG, the effective installation of such plants will be beneficial for the bio-CNG market. Further, for bridging the skill deficit in the biogas industry, short-term training programs are imparted by the National Skill Development

मंत्रालय (MSDE), वाणिज्य और उद्योग मंत्रालय (MoCI) के अधीन पेट्रोलियम विस्फोटक एवं सुरक्षा संगठन (PESO) और ग्रामीण विकास

Council (NSDC) under the Pradhan Mantri Kaushal Vikash

मंत्रालय (MoRD) शामिल हैं। MoDWS ने 2018 में गोवर्धन (GOBAR

Yojana (PMKVY). Skill Council of Green Jobs (SCGJ)

Dhan) नीति प्रारंभ की, जिसमें अनेक मॉडलों (पंचायत आधारित, SHG,

particularly looks into the skill training programs related to renewable energy. Till date the scheme has not yielded result, which can majorly be attributed to the lack of entrepreneurship aspect in the model. Several international technical cooperation agencies such as the United Nations Industrial Development Organization

उद्यमी, और अन्य) के अंतर्गत पूरे भारत के गांवों में बायोगैस प्लांट स्थापित करते हुए, उपलब्ध वेस्ट से बायो एनर्जी के दोहन हेतु पूंजीगत सब्सिडी के प्रावधान किए गए। इस कार्यक्रम के अंतर्गत, देश भर में लगभग 700 कम्युनिटी प्रकार के प्लांट्स स्थापित किए जाने की उम्मीद है। हालाँकि इस तरह के प्लांट्स बेहतर बायो-CNG का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त विस्तृत

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Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया (UNIDO) and Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ are working in India to help catalyze market-based development of industrial-scale biomethane

नहीं होंगे, लेकिन ऐसे प्लांट्स की प्रभावी स्थापना बायो-CNG बाजार के लिए लाभप्रद होगी। इसके अलावा, बायोगैस उद्योग क्षेत्र में कुशलता की

and enhance the multiple environmental, economic and

कमी दूर करने के लिए, प्रधानमंत्री कौशल विकास योजना (PMKVY) के

social benefits of this industry. Particularly in India, where

अंतर्गत राष्ट्रीय कौशल विकास परिषद (NSDC) द्वारा अल्पकालीन प्रशिक्षण

electricity prices are subsidized across several states

कार्यक्रम चलाए जाते हैं। स्किल काउं सिल ऑफ़ ग्रीन जॉब्स (SCGJ) विशेष

and biomass is located in remote areas, the upgrading of biogas to biomethane may represent a more viable option in comparison with local production of electricity and heating or cooling with a CHP, which is prevalent

रूप से रिन्यूएबल एनर्जी से संबंधित कौशल प्रशिक्षण कार्यक्रमों पर कार्य करता है। अब तक इस योजना के परिणाम नहीं मिले हैं, जिसका प्रमुख कारण इस मॉडल में उद्यमिता के पहलू के अभाव को माना जा सकता है।

in Europe and other western countries. The biomethane produced could then either be injected into the natural

औद्योगिक पैमाने के बायो मीथेन का बाजार आधारित विकास प्रेरित करने और इस उद्योग के अनेक पर्यावरणीय, आर्थि क और सामाजिक लाभों को बढ़ावा देने में सहायता के लिए भारत में कई अंतरराष्ट्रीय तकनीकी सहयोग एजेंसियां जैसे संयुक्त राष्ट्र औद्योगिक विकास संगठन (UNIDO) और डॉउचे गेसेलशॉफ्ट फर इं टरनेशनेल त्स्चूजामेंआरबाईट (GIZ) काम कर रहे हैं। भारत में विशेष रूप से, जहां कई राज्यों में बिजली की कीमतों में सब्सिडी दी जाती है और बायोमास दूरदराज के क्षेत्रों में स्थित है, बायोगैस का बायो मीथेन के रूप में अपग्रेडेशन करना बिजली के स्थानीय उत्पादन और CHP से तापन (हीटिं ग) या शीतलन (कूलिं ग) की तुलना में जो कि यूरोप और अन्य पश्चिमी देशों में प्रचलित है, अधिक व्यावहरिक विकल्प बन सकता है। तत्पश्चात, उत्पादित बायो मीथेन को नेचुरल गैस ग्रिड में इं जेक्ट किया जा सकता है अथवा सीधे गैस फिलिं ग स्टेशनों पर बेचा जा सकता है या आसान स्टोरेज और परिवहन के लिए गैस सिलेंडरों में स्टोर किया जा सकता है। कृषि और कृषि-औद्योगिक गतिविधियों वाले भारतीय परिदृश्य के लिए, बाद के दो विकल्प विशेष रूप से आकर्षक हैं, जहां ग्रामीण क्षेत्रों में परिवहन जरूरतें पूरी करने के साथ शहरी परिवहन जरूरतें पूरी करने के लिए भी काफी संभावनाएं हैं। इसके अलावा, SATAT योजना के अंतर्गत,

gas grid or could be directly sold at gas filling stations after compressing or even stored into gas cylinders for

बायोगैस प्लांट्स का औसत आकार उच्च स्तर पर रखा गया है। इस कारण से विशेष रूप से किफायती विस्तार को ध्यान में रखते हुए बायो मीथेन

easy storage and transportation. The latter two options

अपग्रेडेशन की काफी अधिक संभावनाएं है। इसके अलावा, नेचुरल गैस

are particularly attractive in the Indian scenario with high

ग्रिड में बायो मीथेन डालने के लिए भारत अपनी नीति और नियामकीय

agricultural and agro-industrial activity, where there is great potential for meeting transportation needs in rural areas and in the urban transportation requirement as well.

रूपरेखाओं को सुव्यवस्थित करने के लिए प्रयासरत है। हालाँकि, तेल की अस्थिर कीमतों को दृष्टिगत रखते हुए, बायो-CNG या बायो मीथेन क्षेत्र का

Also, as planned under the SATAT scheme, the average

विकास सार्वजनिक प्रोत्साहन योजनाओं जैसे कि फीड-इन टैरिफ, बायोगैस

size of biogas plants is on the higher side. Therefore,

अपग्रेड बोनस, कोटा सिस्टम, कर में छूट, रिन्यूएबल ईंधन कोटा, CO2 करों,

the potential for biomethane upgrading is far greater especially keeping the scale of economy in perspective.

47

www.biogas-india.com

अथवा कार्बन क्रेडिट हेतु बाजार पर निर्भर करता है।


Biomethane-An Indian Perspective / बायो मीथेन-एक भारतीय नज़रिया Furthermore, India is looking to streamline its policy and regulatory frameworks for enabling the injection of biomethane into the natural gas grid. However, in view of the prevailing volatile oil prices, the development of a bio-

विश्व बैंक, एशियन डेवलपमेंट बैंक, KfW बैंकिंग ग्रुप और जर्मन निवेश और विकास निगम (DEG) सरकार से सरकार के आधार पर भारत में कंपनियों को लोन और इक्विटी हिस्सेदारी देते हैं।

CNG or biomethane sector depends on public incentive schemes such as feed-in tariffs, biogas upgrading bonuses, quota systems, tax reduction, renewable fuel quotas, CO2 taxes, or market for carbon credits. The World Bank, Asian development Bank, KfW banking group, and the German Investment and Development Corporation (DEG) offer loans and equity participation to companies in India on government-to-government basis.

www.biogas-india.com

48


Company Directory

Aisin Automotive Haryana Pvt. Ltd. Aisin Automotive Haryana Pvt Ltd (AHL), India (a subsidary company of Aisin Seiki, Japan – Group company of Toyota) is planning to provide a complete solution to Biogas Power generation system (Digester, Desulphurizer, Generators, and other equipments) by using organic waste (animal, food, agricultural, and other waste products) for Grid & Off-Grid applications.

Aisin Gas engine generator – COREMO

can

produce 1.5 kW of electricity per hour. The generator can run continually 24x7 and can also be used by customers at the

Plot No.7, 8 & 9 Sector -30B, IMT Rohtak, Rohtak 124001, Rohtak

time of necessity only. We provide a 10-year guarantee for the

+91-1262-30-6000

generator that requires simple regular maintenance every 8,000

+91-1262-30-6060

hours. The Aisin desulphurizer technology completely removes H2S from the biogas. The heat coming out from the engine can

be utilised for heating the digester at winter conditions, and hot water can be produced by circulating the coolant in copper tubes. Aisin’s Biogas power generation system is empowering

rejeesh.k@aisin-ahl.co.in www.aisinindia.com Mr. Rejeesh

rural communities toward self-sufficiency and self-sustainability

⁙ Year of Foundation

2011

for their electricity needs. With our one generator, 13,140 kw

⁙ No. of Employees

1458 (as of December 2018)

of electricity can be generated annually, which equates to an annual reduction of 15,000 kg CO2 in the atmosphere. For more Technical & Demo stie details, refer the below link https://aisinindia.com/bio-gas

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Turnkey system provider ⁙ Key working domains » CHPs ⁙ Used feedstock » Animal by-products

» Vegetable by-products

» Biowaste from households ⁙ Process for feedstock preparation » Liquid medium ⁙ Process for the biogas production » Wet digestion

49

www.biogas-india.com


Company Directory

Atmos Power Pvt. Ltd. Atmos Power is a leading green energy company with an expertise in manufacturing renewable gas separation systems. It is a market specialist in the biogas upgradation/purification arena and is regarded as a pioneer of this technology in the Indian market. Atmos Power has helped more than 50 of its clients to purify their biogas into fuel-grade bio-CNG and is the unparalleled leader in

39/3B & 8B, Phase III, Naroda GIDC, Ahmedabad Ahmedabad

the Indian biogas purification market.

+91-079-22803007/8

A biogas purification system can be used in any industry that

+91-079-4033487

generates organic waste, ranging from press mud to poultry

mkt@atmospower.net, sales@atmospower.net

waste. Currently, Atmos Power is in the process of commissioning one of its largest upgradation systems with a capacity of producing 6000+ m3 gas/hour for a gas refinery in Indonesia.

www.biogaspurifier.com, www.atmospower.net Mr. BR Singh (Director)

Atmos Power also handles turnkey biogas projects that involve

⁙ Year of Foundation

2011

the designing of a customized plant, manufacturing it, and

⁙ No. of Employees

20+

installing it at the site. Apart from biogas purification systems, Atmos Power manufactures nitrogen, oxygen, and hydrogen gas generation plants, and air and gas dryers.

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Turnkey system provider » Engineering offices » Project developer ⁙ Key working domains » Air separation

» Feeding separation

» Heating technology

» Pumping technology

» Compositing

» Fertiliser conditioning

» Gas upgrading

» Heat distribution

» Energy concepts

» Energy marketing

⁙ Used feedstock » Animal by-products » Vegetable by-products » Biowaste from households » Industrial and commercial wastes ⁙ Process for the biogas production » Wet digestion » CSTR biogas technology ⁙ Process for feedstock preparation » Liquid medium » Solid medium

www.biogas-india.com

50


Company Directory

Clarke Energy India Pvt. Ltd. Shivkiran, Plot No. 160, CTS No. 632, Lane No. 4, Dahanukar Colony, Kothrud, Pune- 411038 +91-20 30241777 anant.kankanwadi@clarke-energy.com Clarke Energy, a Kohler company, is an authorised distributor and service provider for Techno Project Industriale’s (TPI’s)

abhijit.rajguru@clarke-energy.com

biogas upgrading plants comprising both membrane and

www.clarke-energy.com

selective solvent-based washing systems.

Mr. Anant Kankanwadi (Director- Sales & Marketing)

With Clarke Energy’s engineering, procurement, construction,

Mr. Abhijit Rajguru (DGM- Mktg., India & Bangladesh)

and aftersales support capabilities, we offer full biogas upgrading solutions to our customers while integrating with their sites. Biogas upgrading is the process of the separation of methane from the carbon dioxide and other gases from biogas. The concentrated biogas, close to 100% methane, is called ‘biomethane’ or ‘renewable natural gas (RNG)'. Biomethane can be used as a vehicle fuel or injected into the gas distribution network.

1997

⁙ No. of Employees

239

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Turnkey system provider for biogas upgrading solutions ⁙ Key working domains » Cogeneration (CHP)

Biogas upgrading technology can be applied to anaerobic digesters, wastewater treatment facilities, and landfill sites. The technology can be used in parallel with gas engines where power and heat are required on site.

51

⁙ Year of Foundation

www.biogas-india.com

» Biogas upgrading plants

⁙ Used feedstock » Biogas » Sewage gas

» Landfill gas


Company Directory

Evonik India Pvt. Ltd. Evonik is one of the world’s leading specialty chemicals companies. Evonik is active in India since 4 decades via the erstwhile companies. Today, with the main office being in Mumbai, Evonik has 3 production sites, 2 Research and Development centers and application technology labs, across India. Evonik in India represents all the Business Lines covering the divisions – Specialty Additives, Nutrition & Care, Smart Materials & Performance Materials. At Evonik we believe that responsible action and business success are inseparable. We provide innovative solutions that help to make our lives more sustainable, healthier and more comfortable. One of our business lines, High Performance Polymers, produce polymer membranes that help separate CO2 with a high degree of selectivity and are an efficient technology to process biogas.

Biogas is created from renewable raw materials, sewage sludge, slurry or agricultural waste. Evonik makes it possible to turn organic waste into green energy (CBG). Using its innovative membrane technology, biogas which is released during the anaerobic digestion process of household waste and wastewater

Krislon House, Saki Vihar Road, Sakinaka, Andheri (E) Mumbai 400072 +91-022-67238800 / 67238861 +91-022-67238811 aashish.maheshwari@evonik.com www.evonik.com Mr. Aashish Maheshwari ⁙ Category of the company directory that represent your business: » Manufacturers of Sepuran Green membranes for efficient Biogas Upgradation - purification

» CBG

» Bio-CNG

» BioMethane

» Membranes Biogas upgradation

⁙ Key working domains

pure biomethane and fed directly into the natural gas grid or

» Biogas purificationupgradation » CO2 removal

used as fuel CBG.

» Green Technology

treatment process can be upgraded simply and efficiently to

» Membrane technology » Energy concepts

www.biogas-india.com

52


Company Directory

Biogas Laboratory IIT-BHU, Varanasi Indian Institute of Technology-BHU (IIT-BHU) is a prestigious public engineering institution located in Varanasi. It is one of the premier technical institutes of India having 14 departments and 3 inter disciplinary schools. The institute strives towards fostering growth of technology through its research initiatives, facilitating creation of competitive market, and multidisciplinary exposure to the existing market scenario. Through its incubation Centre, the MCIIE, one such undertaken initiative by the institute is the launch of a state-of-the-art laboratory with comprehensive testing facility at the institute, which has been set up with the support of the Indian Biogas

B.H.U. Varanasi, Uttar Pradesh 221005 +91-0542-2368948

Association and the German Biogas Association. The biogas

tbi.mciie@iitbhu.ac.in

lab is expected to rope in external samples by beginning of

www.biogas-india.com

October, 2018. The biogas lab at the premises of IIT-BHU is equipped to perform feedstock analysis and various stability tests of digestor substrate, like Dry matter, organic dry matter, Biogas Production Potential (BPP), total alkanity, dissolved ammonia, dissolved hydrogen sulphide, Volatile Fatty Acid (VFA), Acid Spectrum (C2-C6), BOD, COD, Total Organic Carbon (TOC), FOS/TAC, nutrient analysis ( N,P, K), and

so on. The sample pick up facility is also available for certain adjoining regions to the institute. For more information and updates on lab, please visit IBA’s website

Mr. Atanu Chakravorty ⁙ Year of Foundation

1919

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Project development

» Advising offices

» Laboratory analytics ⁙ Key working domains » Yield optimization

» Substrate Analysis

» Feedstock Analysis ⁙ Used feedstock » Animal by-products

» Vegetable by-products

» Biowaste from households » Industrial & commercial Waste ⁙ Process for the biogas production » Dry continuous digestion

» Dry batch digestion

» Wet digestion ⁙ Process for feedstock preparation » Liquid medium

53

www.biogas-india.com

» Solid medium


Company Directory

Jyotech Engineering & Marketing Consultants Jyotech, a leading Engineering Company, is engaged in engineering, sales, and Hi-tech equipment services in industries as well as in government departments. The industrial segments covered by us include Cement, Steel, Power, Metallurgical, Petrochemicals, Oil & Gas, Paper, Sugar, Distillery, Glass, and others in addition to Central and State Government Organizations/ Departments and PSUs. We have executed umpteen projects for our prestigious customers. We have a big range of BIO-CNG Compressors (ONLINE BOOSTERS / HYDRAULIC BOOSTERS). Brief range of these Compressors is given below: • High pressure Reciprocating compressor for mother station (Online Boosters). The brief technical details are as under: • Capacity available – 400 SCMH to 3000 SCMH • Suction pressure – as per customer requirement. • Discharge pressure – 250 Barg • Delivery period – within 6 months, Ex-works Noida • High pressure Hydraulic booster compressor for Daughter station (Hydraulic Booster). The brief technical details are as under: • Capacity available – 250 SCMH, 450 SCMH, 600 SCMH, 1000 SCMH, 1500 SCMH • Suction pressure – 210 to 30 Barg • Discharge pressure – 250 Barg

G-141, Sector- 63, Noida Dist., Gautam Budh Nagar, 201301, Noida +91-0120-4711300 / 8920462800 +91-0120-4711317 dbhatia@jyotech.com, vipinv@jyotech.com www.jyotech.com Mr. Vipin Verma ⁙ Year of Foundation

1991

⁙ No. of Employees

70+

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Turnkey systems provider » Engineering offices ⁙ Key working domains » Air separation

» Biogas compressor

» CNG/Bio-CNG compressor » H2 vehicle filling station

» Gas booster (H2/O2/Ar/He) » Air separation plants (LIN/ LOX/LAR)

• Delivery Period – within 6 months, Ex-works Noida

www.biogas-india.com

54


Company Directory

Rama Cylinders Pvt. Ltd. Rama Cylinders is a quality manufacturer of CNG, industrial, fire fighting cylinders and cascades of various capacities. Rama Cylinders is an ISO 9001, ISO 14001 & OHSAS 18001 certified company having two plants in Gujarat. The first is located at Bhimasar-Gandhidham & the second plant is at SEZ-Kandla. We have more than 15 years of experience in manufacturing

181, Maker Tower-E, Cuffe Parade, Mumbai

storage bank. Years We are an ISO 9001, ISO 14001 and

+91-9833126818

OHSAS 18001 certified company having two plants with

+91-22-22154294

current installed capacity of 6,00,000 cylinders P.A.

export@ramacylinders.in

We can supply storage bank from 300Ltr to 4500Ltr

www.ramacylinders.in

capacity. Also we can manufacture higher capacity on

Mr. Rajat Sharma

customer request.

⁙ Year of Foundation

2004

QUALITY POLICY

⁙ No. of Employees

550

We at Rama Cylinders are committed to the safety and

⁙ Category of the company directory that represent your business:

satisfaction of our customers by understanding their requirements and to supply them with world class quality products through continuous innovation” INSPECTION & TEST Following inspection and testing activities are carried as per Indian & International standards' requirements : Dimensional & visual inspection of raw seamless steel tubes , monitoring of bottom & neck forming temperatures, heattreatment parameters monitoring & recording, hardness after heat treatment, mechanical properties - tensile strength, yield strength, % elongation & impact strength etc, Sulfide stress cracking Test, pressure cyclic & burst testing, bonfire test, bullet penetration test, inspection of machining parameters, water capacity checking, hydrostatic stretch test , air leakage test, ultrasonic testing , tare weight & data cross checking before despatch.

55

www.biogas-india.com

» Supply of Bio Gas Cascade / Storage Bank ⁙ Key working domains » Gas Storage


Company Directory

WAM India Pvt. Ltd. WAMGROUP is a global leader in Screw Conveyors and amongst the most prominent players in the field of bulk solids handling & processing. The company was founded in Modena, Italy, in 1968 and employs over 2,100 people at more than 60 locations in 40 countries. SEPCOM Screw Press Separators by WAMGROUP provide an ideal solution to solid-liquid separation of digestate in biogas

401, United Business Park, Road # 11, Wagle Industrial Estate, Thane (West)

plants, of manure in livestock breeding, and of waste materials

+91-022-25808888

produced from a large number of industries.

info@wamgroup.in

SEPCOM Micro-filters are the ultimate solution to the enhancement

www.wamgroup.com

of the liquid phase of biogas digestate, pig and cattle manure, and other downstream products of the Screw Press Separator. The CHIOR range of low-energy, high-efficiency mixing agitators, specialised for livestock slurry and biogas digestate, are equipped with a cemented-carbide sealing system and a three-blade propeller. The CHIOR range of high-performance pumps, specialised for livestock slurry and biogas digestate, offer an innovative, lowobstruction shredding system for liquid flow at the pump inlet.

Mr. Yatin Wadile ⁙ Year of Foundation

1998

⁙ No. of Employees

100

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Engineering offices

» Equipment supplier

⁙ Key working domains » Pumping technology

» Solid liquid separation

» Microfiltration

» Mixing/Agitating

⁙ Used feedstock » Animal by-products

» Vegetable by-products

» Biowaste from households » Industrial & commercial Waste

www.biogas-india.com

56


Company Directory

Arka BRENStech Pvt. Ltd. A name synonymous with Biogas, Renewable Energy, Natural and Sustainable Technology. Arka BRENStech Pvt. Ltd. provide you with all of the services under a single umbrella relating to the planning, turnkey construction and subsequent management of the biogas plants. We help agricultural and industrial

F-58, Okhla Industrial Area, Phase-1, New Delhi-110020

businesses worldwide to tap into the new opportunities

+91-9004689601

presented by biogas as a future energy source. We

info@brenstech.com, sales@brenstech.com

would be delighted to help you to implement your plans in a personal meeting, with an actual offer, or simply by providing useful information. We undertake several consultancy projects including the feasibility study. An end to end solution is given including financial planning and social engineering. We already have started to offer our services in Electric Vehicle field with the help of our sister concern. One of such projects from United National is being implemented at Hyderabad. The engineering office Arka BRENStech is globally active in the biogas sector. Alongside the design, planning, approval planning, execution planning, preparation and involvement in the awarding of the contract, overall management of the construction site and commissioning of the biogas plants, we also offer consulting services, prepare surveys, expert reports, insurance reports, studies

www.brenstech.com Mr. Srinivas Kasulla ⁙ Year of Foundation

2012

⁙ No. of Employees

10+

⁙ Category of the company directory that represent your business: » Technical Consultancy

» O&M

» Engineering Procurement & Commissioning (EPC) projects » Others

» Manufacturing of portable Biogas plants ranging from 25 Kg to 2TPD » Manufacturing of research product Labio: An Anaerobic laboratory digester » Manufacturing of anaerobic digestion, enzyme and bio-culture ⁙ Key working domains » Biomass/feedstock assessment

equipment and provide operator services and training

» Bio-CNG marketing assistance Bio-fertilizer marketing assistance. » Energy demand mapping analysis

courses – covering the full spectrum of requirement in

» Plant Audit/ 3rd party inspection

biogas sector.

» Manufacturing of portable biogas plants

and plant optimisation measures, inspect technical safety

» Biogas plant designing

» Capturing of Bio-CO2

» Land assessment

» Preparing FDPR

» Biogas plant optimization

» Energy capturing

» Energy marketing ⁙ Used feedstock » Vegetable by-product

» Animal by-products

» Biowaste from households » Industrial & commercial Waste » Any bio-degradable organic waste ⁙ Used technology » CSTR biogas technology

57

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» Dry batch digestion


Company Directory

www.biogas-india.com

58


Useful Figures

Properties of Gases Unit

Biogas

Natural Gas

Propane

Methane

Hydrogen

kWh/m3

6

10

26

10

3

Kg/m3

1.2

0.7

2.01

0.72

0.09

0.9

0.54

1.51

0.55

0.07

°C

700

650

470

600

585

Explosion Range

Vol-%

6 - 12

4.4 - 15

1.7 - 10.9

4.4 - 16.5

4 - 77

1 m3 biogas

5.0 - 7.5 kWh

1 m3 biogas

1.5 - 3 Kwh

1 m3 methane (CH4)

9.97 kWh

1 kWh

3.6 MJ (3.6 x 106 Joule)

Efficiency rate CHP

30 - 40%

Efficiency rate CHP

40 - 60%

Efficiency rate CHP

85 - 90%

Heat Value Density Density Ratio Gas to Air Ignition Temperature

59

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Useful Figures Conversion Units Kilowatt (kW)

= 1 000 Watts

Megawatt (MW)

= 1 000 kW

Gigawatt (GW)

= 1 million kW

Terawatt (TW)

= 1 thousand million kW

1 Joule (J)

= Watt second = 278 x 10 ^ -6 Wh

1 Wh

= 3 600 J

1 cal

= 4,18 J

1 British Thermal Unit (BTU)

= 1 055 J

1 cubic meter (m3)

= 1 000 liter (L)

1 bar

= 100 000 pascal (Pa)

1 millibar

= 100 Pa

1 psi

= 6894.76 Pa

1 torr

= 133.32 Pa

1 millimeter mercury (0° C)

= 133.32 Pa

1 hectopascal (hPa)

= 100 Pa

Biogas Upgrading Process Steps

Key Process Factors in Biogas Production

Organic Material

Required digestive volume [m3] - Daily substrate input [m3/d] - Average hydraulic retention time [d]

Biogas Production

Hydraulic retention time [d] HRT -

Digester volume [m3]

Raw Biogas

Daily substrate input [m3/d]

Organic loading rate [kg o DM/m3 . d] OLR -

(

Substrate input per time unit [kg/d]

)(

Concentration of organic matter (volatile solids) [% oDM]

Digester volume [m3] - 100

)

Gas cleaning and upgrading (Desulphurisation, drying, carbon dioxide separation, oxygen removal, removal of furniture trace gases)

Pure Biogas

Dry matter [kg] DM - Fresh matter [kg] - Water amount [kg] Organic dry matter [kg]

Upgrading to natural gas quality (Odorising, conditioning, pressure adjustment)

oDM - Dry matter [kg] - Raw ash [kg] Biomethane

Biogas yield [m3] Fresh matter [t] - Dm [] . oDM [%] . Yield [m /t oDM] 3

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60


Organizations Indian Biogas Association (Year of Foundation: 2011) The IBA is the first nationwide and professional biogas association for operators, manufacturers, and planners of biogas plants; representatives from public policy, science, and research in India; and all other stakeholders of the biogas ecosystem. Since its inception, the IBA’s efforts have been directed toward building a strong platform, which is instrumental in the growth of the biogas sector. The motto of the association is “propagating biogas in a sustainable way.” IBA members are also involved in promoting biogas, from all across the biogas community and related fields. The members represent the industry, individuals from academia, institutes, government, and nongovernment organizations, which contribute directly or indirectly to ensure that the biogas business can grow in a sustainable manner. IBA received the Global Green Award, 2014 for its holistic contribution in saving the planet. In 2018, it entered into a second phase of the partnership project, Indo–German Biogas partnership, BIG-P with GBA (Fachverband Biogas e.V.), which aims to follow-on with another three-year stint to foster the development of the biogas industry in India. The first phase of the partnership lasted from the year 2015 to 2018. The BIG-P also aims to build a strong network of IBA members to advocate and influence policies related to the biogas sector. The project is financed by the German Federal Ministry for Economic Cooperation and Development and managed by Sequa gGmbH.

German Biogas Association (Year of Foundation: 1992) Fachverband Biogas (GBA) brings together operators, manufacturers, and planners of biogas plants; representatives from science and research; and all those interested in the industry. Since its establishment in 1992, the association, which currently has more than 4,700 members, has become the most influential independent organization in the field of biogas worldwide. It campaigns for the increased use of biogas and biomethane technology through political lobbying at the EU, national, and state levels. Furthermore, it encourages the exchange of biogas-related information and knowledge by collecting, evaluating, and spreading knowledge of scientific findings and practical experience, or by means of conferences, exhibitions, and other events. Fachverband Biogas e.V. works closely with international organizations such as the Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), the UNIDO, the International Solid Waste Association (ISWA), and the European Biogas Association (EBA), where it also acts as a founding member. As a consequence, Fachverband Biogas e.V. actively promotes and stimulates the exchange of international experience. Fachverband Biogas e.V. has excellent expertise and knowledge in all biogas-related topics and cooperates with almost all official German bodies as well as many international ones where standards for biogas plants are discussed, developed, and defined. GBA kindly provided content from their publication “Biogas to Biomethane.” For more information, please refer to https://www.biogas.org/edcom/webfvb.nsf/id/BRPDHS-DE-Biogas-to-Biomethane

61

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Glossary and Expansion of Abbreviations

Bio-CNG

Bio Compressed Natural Gas

BIS

Bureau of Indian Standards

CERC

Central Electricity Regulatory Commission

natural gas and biomethane. It is defined

CNG

Compressed Natural Gas

as heating value divided by the square

DISCOM

Distribution Company

root of the specific gas density. The

EBA

European Biogas Association

specific gas density is the density of the

EU

European Union

gas divided by the density of air.KWh- Kilo

FCO

Fertilizer Control Order

FI

Financial Institution

GBA

German Biogas Association

GDP

Gross Domestic Product

GHG GOBAR

Green House Gas

Wobbe Index - is an indicator for combustion

characteristics

and

the

interchangeability of fuel gases such as

Watt hour (1 KWh= 3.6 MJ) MJ - Mega Joules vol % - Volume percentage ppm - Parts per million ( volume/ volume)

Galvanizing Organic Bio-Agro Resources Dhan

Calorific Value - the amount of heat

Dhan GST

released by a unit weight or unit volume of

IREDA

Indian Renewable Energy Development Agency

a substance during complete combustion

ISWA

International Solid Waste Association

MoAFW

Ministry of Agriculture and Farmer Welfare

MoCI

Ministry of Commerce and Industry

MoDWS

Ministry of Drinking Water and Sanitation

MoF

Ministry of Finance

MoP

Ministry of Power

MoRD

Ministry of Rural Development

MoUD

Ministry of Urban Development

MSDE

Ministry of Skill Development and Entrepreneurship

NBFC

Non-Banking Financial Corporation

NSDC

National Skill Development Council

OMC

Oil Marketing Companies

PESO

Petroleum Explosive and Safety Organization

PMKVY

Pradhan Mantri Kaushal Vikash Yojana

PPA

Power Purchase Agreement

PSA

Pressure Swing Adsorption

REC

Renewable Energy Certificate

RPO

Renewable Purchase Obligation

RTO

Regenerative Thermal Oxidation Sustainable Alternative Towards Affordable

CH4 - Methane CO2 - Carbon Dioxide H2S - Hydrogen Sulfide SOx - Suphur Oxide

SATAT

Goods and Service Tax

SCGJ

Transportation Skill Council of Green Jobs

SERC

State Electricity Regulatory Commission

SHG

Self Help Groups

UNIDO

United Nations Industrial Development Organization

WTE

Waste-to-Energy

www.biogas-india.com

62


Editor: Authors:

Indian Biogas Association and German Biogas Association David Wilken, Florian Strippel, Frank Hofmann, Manuel Maciejczyk, Lars Klinkmüller, Lucas Wagner, Giannina Bontempo, Julia Münch, Stefanie Scheidl, Martina Conton, Bruno

Indian Biogas Association

Deremince, René Walter, Nina Zetsche,

467, Tower-B1, Spaze-i-Tech Park,

Clemens Findeisen, Gaurav Kedia, and Abhijeet

Sector-49, Sohna Road, Gurgaon,

Mukherjee

Haryana-122018, India. Contact no: +91-124-4988622 info@biogas-india.com | www.biogas-india.com

German Biogas Association (Fachverband Biogas e. V.)

Design:

Translation: International Lingua Institute Print:

The Color Impressions

Photos:

Mukesh Kapur Photography, Indian Biogas Association, German Biogas Association, IStock,

Angerbrunnenstraße 12 · 85356 Freising · Germany Phone +49 (0) 81 61 - 98 46 60 Fax +49 (0) 81 61 - 98 46 70 info@biogas.org | www.biogas.org

63

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Softlogics & Developments

Evonik India Pvt. Ltd. Print run:

3000 copies

Publication: 2020


Financed by

Coordinated by

In-Cooperation with

Copyright: All rights on the contents reserved by the German Biogas Association (Fachverband Biogas e.V.) and Indian Biogas Association. No part of the brochure or text may be reproduced or copied in any form or by any means [graphic, electronic or mechanical, including photocopying, recording, taping or information retrieval systems] or reproduced on any disc, tape, perforated media or other information storage device, etc., without the explicit written permission of the German Biogas Association (Fachverband Biogas e.V.) and Indian Biogas Association. Breach of the condition is liable for legal action. Authorization to reproduce such material must be obtained from the copyright holders concerned.

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