अक्सिजन प्लान्ट के हो र कति आवश्यक छ कोभिडसँगको लडाइँमा

हावा हामी सवैको वरिपरि हुन्छ तर हामीले देख्न सक्दैनौ।त्यसैले हावा (Air)आफैमा एकल वस्तु नभएर विभिन्न ग्यासहरुको समिश्रण अर्थात विभिन्न ग्यासहरुको समाज हो। हाम्रो पृथ्वीको वायुमण्डलमा करिव ७८ % नाइट्रोजन र २१ % अक्सिजन रहेको हुन्छ। त्यसैगरी थोरै थोरै मात्रामा अन्य ग्यासहरु जस्तै कार्वनडाइअक्साइड, नियोन र हाइड्रोजन पनि रहेको हुन्छन्।

                                   (चित्र  गूगल बाट लिइएको )

मानिस वा जनावरको जीवनको लागि अक्सिजन अत्यावश्यक र अनिवार्य हो। शरिरमा अक्सिजनको मात्रा कम हुदा बित्तिकै श्वासप्रश्वासको समस्या हुने र मृत्यु पनि हुने कुरा मा अहिले हामी प्रस्ट भइसकेका छौ। जसको कारण हो कोभिड-१९।विगत करिव ढेड बर्षदेखि कोभिड-१९ ले विश्व लाई नै आक्रान्त बनाइरहेका छ र यसका विभिन्न भेरियन्ट ले अहिलेसम्म पनि कतिपय विकाशोन्मुख देशहरू मा प्रभाव पारिरहेको हामी देख्न सक्छौ।त्यहि अनुरुप दोस्रो चरण (भेरियन्ट)मा हाम्रो देश लगायत विशेषगरी छिमेकी देश भारत सवैभन्दा धेरै चपेटामा परिरहेको छ।र हिजो मात्रै स्वास्थ्य मन्त्रालयले जारी गरेको को विज्ञप्ति मा फेरि तेस्रो चरण(भेरियन्ट) पनि भेटिएको भन्ने कुराले  हामी अझ धेरै विषम परिस्थिति को सामना गर्न गइरहेको भन्ने बुझिन्छ ।यसले जनस्वास्थ्य लगायत आर्थिक ,सामाजिक र राजनीतिक जस्ता विभित्र महत्त्वपूर्ण क्षेत्रमा नकारात्मक प्रभाव पारिरहेको छ र थप जटिलता तर्फ लगिरहेको छ। तथापि राज्यको सवैभन्दा प्रमुख दायित्व जनस्वास्थ्य नै हो।जसको लागि कोभिड -१९ को संक्रमण नियन्त्रण र रोकथामको लागि भ्याक्सिन व्यवस्थापन र भ्याक्सिन सवैमा सहज पहुँच पहिले अनिवार्य शर्त रहेता पनि संक्रमण दर वढिरहेको र उपचारका लागि अक्सिजन अत्यावश्यक रहेको एंव अक्सिजन को अभाव मा दिन दिनै मानिसहरु मरिरहेको र अस्पताल हरुमा पनि अक्सिजन अभावका कारण उपचारमा कठिनाइ भइरहेको कारण,आईसियु,भेन्टिलेटर , अक्सिजन प्लान्ट को निर्माण र नियमित अक्सिजन सप्लाई लाई पनि  प्राथमिकता साथ हेरिएको छ।

यसै सन्दर्भमा महामारीको करिव ढेडवर्ष पछि नेपाल सरकारले १ वटा अक्सिजन पाइप लाइन विस्तार र ११ वटा अक्सिजन प्लान्ट निर्माणका लागि  रु.१६ करोड ८० लाख बजेट छुट्टाएर खरिद प्रक्रिया अगाडि बढाउन सहमति प्रदान गरेको निर्णय मिति २०७८/०२/०४ मा गरिसकेको छ।यसरी निर्णय भएर आइसकेपछि अक्सिजन प्लान्ट क‍ो निर्माण युद्ध स्तरमा छिटोभन्दा छिटो गर्नुपर्ने देखिन्छ।नेपाल मा केही निजी क्षेत्र बाट सञ्चालित केही अक्सिजन प्लान्ट रहेता पनि तिनीहरू बाट पर्याप्त अक्सिजन उत्पादन हुन नसक्ने अवस्था र अस्पताल हरुमा अक्सिजन को अभावको कारण दिनानुदिन मानिसहरू मरिरहेको कारण यस विषम परिस्थिति लाई सहज बनाउन सरकार ले ढिलै भएपनि यो कदम चालेको छ।जुन अहिले को टड्कारो आवश्यकता थियो ।तर कति छिटो अक्सिजन प्लान्ट निर्माण गरि अहिले देखा परेको अक्सिजन को अपर्याप्तता लाई पुर्ति गर्ने भन्ने कुरा मुख्य कुरा हो र यसै संगै जोडिएको आर्थिक पारदर्शिता र उच्चतम प्रविधिको प्रयोग पनि मुख्य विषय हुन आउदछ।

मेडिकल अक्सिजन वायुमण्डलमा जस्तै ग्यास अवस्थामा मा हुदैन । यो तरल अवस्थामा रहेको हुन्छ। त्यसैले यसको उत्पादन प्रक्रिया अलि जटिल र प्रविधियुक्त हुन्छ।

विशेषगरी अक्सिजन प्लान्ट भनेको हाम्रो वायुमण्डलमा रहेका ग्यासहरु को समिश्रण हरुलाई छुट्टाई त्यसलाई शुद्धीकरण गरेर शुद्ध अक्सिजन उत्पादन गर्ने हो।यसरी उत्पादन भएको अक्सिजन अब ग्यास अवस्थामा नभई तरल अवस्थामा रहन्छ।यसरी उत्पादन गरेको अक्सिजन को प्रयोग Industrial र Medical गरि दुई किसिमले गर्न सकिन्छ ।अक्सिजन उत्पादन का लागि  विभिन्न प्रविधि हरु प्रयोगमा आएको पाइन्छ । जस्तै  Membrane technology  र Adsorption technology । Membrane Technology विशेषगरी industrial purpose को लागि उपयुक्त ठानिन्छ। यसमा प्रविधि मा अक्सिजन को शुद्धता २३-४५ प्रतिशत मात्र रहन्छ जुन मेडिकल प्रयोगमा आउन सक्दैन।त्यसैले हामी ले अहिले अस्पताल मा लगाउने अक्सिजन प्लान्ट भनेको Adsorption technology मा आधारित अक्सिजन प्लान्ट हो।यो प्रविधि भनेको वायुमण्डलमा रहेका ग्यासहरुको समिश्रणलाई adsorbent(Deposition of molecular species on to the surface) गर्ने प्रक्रिया हो।यस प्रक्रियामा  वायुमण्डल मा रहेको हावा लाई swing गरि ग्यासहरु लाई छुट्टाउने र आवश्यक ग्यास लाई शुद्धीकरण गरिन्छ ।यो प्रविधि लाई अक्सिजन उत्पादन का लागि प्रभावकारी प्रविधि रुपमा लिईन्छ।जसको कारण यसको उत्पादन क्षमता र उत्पादित ग्यासको शुद्धता हो।यस प्रविधि बाट सालाखाला ५००० Nm^३/hr अक्सिजन उत्पादन गर्न सकिन्छ भने जसको शुद्धता ९३- ९६ प्रतिशत सम्म रहन्छ ।यी वाहेक पनि यस प्रविधि  का अरु धेरै राम्रा विशेषता रहेका छन।यो पुर्णतः अटोमेटिक भएको ले यसलाई सञ्चालन गर्न सजिलै सकिन्छ र जनशक्ति पनि धेरै चाहिदैन र मर्मतको लागि पनि सजिलो मानिन्छ ।सञ्चालन लागत पनि कम मानिन्छ र सुरझित र विश्वसनीय पनि मानिन्छ। अझ सवैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा त पुर्ण शुद्ध अक्सिजन उत्पादन गर्ने भएको ले अब हाम्रो अस्पताल हरुमा आउने अक्सिजन प्लान्ट हरु यसै प्रविधि अनुरुप का हुनेछन।यो प्रविधि मा आधारित भएर तीन वटा प्रक्रिया अनुरुप अक्सिजन प्लान्ट निर्माण गरिन्छ।जसलाई  Pressure Swing Adsorption(PSA),Vaccum Swing Adsorption(VSA) र mixed Vaccum Pressure Swing Adsorption(VPSA) भनेर चिनिन्छ ।

यी तीन वटा विधिहरुको मुख्य भिन्नता भनेको pressure(चाप) को variation हो। Pressure Swing Adsorption(PSA) प्रक्रियामा मा अक्सिजन  recovered हुनका लागि वायुमण्डलीय चाप (atomspheric pressure) भन्दा धेरै pressure आवश्यक हुन्छ भने वायुमण्डलीय चाप(Atomspheric pressure) भित्र नै Regenerate  गर्न सकिन्छ(oxygen recovered under above atomspheric pressure and  regeneration is achieved under atomspheric pressure) ।त्यसैगरी Vaccum swing Adsorption(VSA) प्रक्रियामा oygen recovered  वायुमण्डलीय चाप (atomspheric pressure) भन्दा कम pressure हुन्छ भने regeneration negative pressure मा प्राप्त हुन्छ  र VPSA प्रक्रिया यी दुई प्रक्रिया हरुको Combination हो,जहाँ pressure variation positive देखि Negative सम्म हुन्छ । सवै प्रक्रियामा Atomspheric gases लाई adsorption गरि हामीलाई चाहिने ग्यास लाई छुट्टाएर त्यसको शुद्धीकरण गर्ने हो।छोटकरी मा भन्दा वायुमण्डलमा विभिन्न ग्यास हरु मिलेर  रहेका हुन्छन   ती ग्यासहरु नाईट्रोजन,अक्सिजन लगायत अन्य ग्यास हरुलाई adsorption process बाट छुट्टाई शुद्ध अक्सिजन बनाउने प्रक्रिया हो।

Adsorption Technology को विकास रसिया मा भएको हो।यस प्रविधि ले रसियन सरकार बाट उच्च गुणस्तर र विश्वसनीयता को प्रमाणपत्र प्राप्त गरेको छ।Adsorption technology अन्तगर्त पनि Pressure Swing Adsorption विधि उपयुक्त मानिन्छ ।Pressure swing Adsorption मा pressure  को अर्थ मिश्रित ग्यास बाट अक्सिजन(नाईट्रोजन पनि छुट्टाउन सकिन्छ) छुट्टाउनका लागि उच्च चाप(high pressure) (करिव  ५ देखि १० atm ) आवश्यकता हुन्छ भन्ने हो।साथै प्लान्ट को उत्पादन क्षमता कति छ भन्ने कुरा मा पनि pressure कति चाहिन्छ भन्ने कुरा निर्भर रहन्छ।दोस्रो  Swing process, जसमा  ग्यास छुट्टाउने प्रक्रिया हुन्छ।यसमा दुईवटा tank रहेका हुन्छन्।एउटा pressurised tank हुन्छ भने अर्को Depressurised tank अवस्थित हुन्छ।यसमा ग्यास एक tank देखि अर्को tank मा लगातार आवतजावत गर्छ।अर्थात यो प्रक्रियामा वायुमण्डलिय ग्यास लाई compressed र adsorption गरिन्छ र अक्सिजन लाई छुट्टाईन्छ।adsorption (sticking on the surface)जसको सामान्य  अर्थ   molecular species (adsorbates) हरु adsorbents को सतह मा जम्मा हुने भन्ने बुझिन्छ ।जस्तै अक्सिजन उत्पादन गर्नु छ भने वायुमण्डलमा रहेका मिश्रित  ग्यासहरु जस्तो कि नाईट्रोजन,कार्वनडाइअक्साइड,अन्य ग्यास र हावा मा रहेका अन्य धुलाका कणहरु(adsorbates) Adsorbents को सतहमा टासिएर जम्मा हुन्छ।यहाँ नेर अक्सिजन उत्पादन का लागि Zeolite लाई Adsorbents को रुपमा प्रयोग गरिन्छ।Zeolite लाई प्राकृतिक रुपमा पनि पाउन सकिन्छ भने Industrially पनि उत्पादन गर्न सकिन्छ।यसको प्रयोग Air filter र water filter मा पनि भएको देख्न सक्छौ।यसमा भएका micropores ले नाइट्रोजन  लाई adsorption गर्छ र अक्सिजन लाई छुटाइदिन्छ।त्यसैले Zeolite लाई molecular sieve ( the ability to selectively sort molecules based primarily on the size exclusion process) पनि भनिन्छ ।जस्तै ;Sieve (छान्ने) हामीले हाम्रो भान्साघर मा देखेको छौ जसले नचाहिने ठोस कुरा छानेको हुन्छ। त्यहि अनुरुप zeolite पनि materials लाई molecular level मा छान्दछ।Adsorption technology जस्तै शुद्ध अक्सिजन प्राप्त गर्ने अर्को प्रविधि Cryogenic technology(distillation method) पनि हो तर यो सञ्चालन को लागि जटिल तथा बोझिलो मानिन्छ।

त्यसैगरी यस संगै हामी ले निर्माण गर्न लागेको अक्सिजन प्लान्ट को लागत कति लाग्दो रहेछ भन्ने कुरा पनि महत्वपुर्ण छ।अक्सिजन प्लान्ट को शुरुवाती निर्माणमा लाग्ने लागत नै एकैपटक को लगानी हो।यस पछि मर्मत-संभार,जनशक्ति व्यवस्थापन र zeolite वाहेक अन्य कुनै Raw Material आवश्यक देखिदैन।त्यसैले कति लागत लाग्छ भन्ने कुरा कति क्षमताको प्लान्ट निर्माण गरिरहेका छौ त्यसमा निर्भर गर्दछ।त्यो सायद खरिद प्रक्रियामा गईसकेको हुनाले बोलपत्र आव्हान हुदा निक्यौल हुने नैछ।तथापि अहिले देखिएको बजेट अनुसार र अक्सिजन प्लान्ट पनि अस्पताल भित्र नै निर्माण गरिने भएकोले २००-४०० LPM flow rate ,२०-३० Nm^३ /hr Capcity को oxygen generator ,१८-२५ kw Air compressor रहेको ९३-९६ प्रतिशत अक्सिजन उत्पादन गर्ने प्लान्ट उपयुक्त हुन सक्दछ।जसको लागत समग्र अक्सिजन प्लान्ट को लागि मात्र रु.५० लाख देखि रु ८० लाख सम्म पर्न जान्छ र प्लान्ट राख्न को लागी जग्गा र अन्य पुर्वाधार निर्माण को लागि रु.७५ लाख देखि १ करोड सम्म पर्न जान्छ।त्यसैले अहिले सरकार ले छु्ट्टाएको १ करोड ५० लाख एउटा राम्रो अक्सिजन प्लान्ट निर्माण को लागि पर्याप्त नै हुन्छ।प्रश्न यति मात्र हो कति संवेदनशील र पारदर्शी एंवम जिम्मेवारी पुर्ण कार्य हुन्छ।

अक्सिजन विना मानव लगायत कुनै पनि जीव-जन्तु को जीवनको परिकल्पना गर्न सकिदैन।साधारण अवस्थामा मानिसले वायुमण्डल बाट प्राप्त अक्सिजन बाट श्वासप्रश्वास गरिरहेको हुन्छ।तर शरिरमा असाधारण अवस्था पैदा हुदा वा जटिल खालको विरामी पर्दा उपचारको लागि अक्सिजन नभई नहुने कुरा हो।जसको ज्वलन्त उदाहरण अहिले को अवस्था हो।अक्सिजन को उपयोगिता मात्र मेडिकल प्रयोगमा मात्र सिमित छैन यो विभिन्न ओधौगिक क्षेत्र जस्तै metal industry ,Chemical and petrochemical industries,oil and gas industries,fish farming,Glass manufacture र waste management को लागि पनि उत्तिकै उपयोगी हुन्छ।त्यसैले अक्सिजन उत्पादन लाई व्यवसायीक  प्रयोजनका दृष्टि ले उत्तिकै महत्त्वपूर्ण व्यवसाय को रुपमा लिईन्छ।विश्व बजार हेर्दा वा नेपाल कै बजार हेर्दा पनि अक्सिजन को माग दिनानुदिन बढ्दै गईरहेको देख्न सक्छौ।नेपालमा अहिले सम्म अक्सिजन उत्पादन कम्पनी एकदमै कम छन।त्यसैले अक्सिजन उत्पादनमा निजी क्षेत्र लगायत सहकारी क्षेत्र लाई पनि आकर्षित गर्न सकेमा भविष्यमा आउन सक्ने अक्सिजन अभावका साथै देशको आर्थिक विकासमा पनि उल्लेखनीय योगदान हुन सक्ने अपेक्षा गर्न सकिन्छ ।