Quins factors s'han de tenir en compte en la producció de gas in situ a les plantes de la indústria química
2025-02-12
En la indústria química, producció de gas in situ a les fàbriques és un procés complex i desafiant que implica una consideració integral de múltiples factors. Per garantir la seguretat, l'eficiència i el compliment, cal una anàlisi i un disseny exhaustius des de les perspectives tècnica, econòmica, de seguretat, mediambiental i reglamentària.
En primer lloc, la selecció i el subministrament de matèries primeres són la base del disseny del procés de producció de gas. Depenent dels requisits específics del procés, les matèries primeres d'ús habitual inclouen carbó, gas natural, biomassa i coc de petroli. El cost, la disponibilitat, la idoneïtat i l'estabilitat del subministrament de cada matèria primera s'han d'avaluar a fons per evitar interrupcions de la producció per escassetat de matèries primeres o fluctuacions de qualitat. A més, els requisits de pretractament de les matèries primeres, com ara la trituració, l'assecat o la desulfuració, poden augmentar la complexitat i el cost del procés, per la qual cosa és necessària una planificació adequada dels passos de pretractament. En seleccionar la ruta del procés, els diferents processos s'han de ponderar entre si en funció de les necessitats reals. Els processos de producció de gas habituals inclouen la gasificació del carbó, el reformat amb vapor, l'oxidació parcial i l'electròlisi d'aigua per a la producció d'hidrogen. L'elecció d'aquests processos no només ha de tenir en compte l'eficiència de conversió, sinó també avaluar el consum d'energia, la puresa del producte, la manipulació dels subproductes i altres factors. A més, és fonamental optimitzar el disseny del procés. Ajustar les condicions de reacció (per exemple, temperatura, pressió, catalitzadors) i utilitzar tecnologies de recuperació de calor residual (per exemple, calderes de calor residual) poden millorar eficaçment l'eficiència de producció de gas i reduir el consum d'energia. La flexibilitat de la ruta del procés també és un factor important a tenir en compte. La capacitat d'adaptar-se a diferents matèries primeres o produir diversos gasos (per exemple, gas de síntesi, hidrogen, CO₂) pot millorar l'adaptabilitat i la rendibilitat de la producció. La selecció dels equips i la seva fiabilitat també són factors clau que influeixen en l'estabilitat i l'economia dels producció de gas in situ . Els equips bàsics, com ara reactors, compressors, torres de separació i dispositius de purificació (per exemple, PSA, separació per membrana) han d'estar fets de materials resistents a altes temperatures i corrosió per garantir un funcionament estable a llarg termini en condicions dures. A més, el disseny d'equips redundants és una mesura important per garantir el funcionament continu de la fàbrica. Per a equips crítics com els compressors, s'han d'instal·lar sistemes de seguretat per evitar aturades de producció a causa de fallades en un sol punt. A més, seleccionar proveïdors amb tecnologies madures i un bon servei postvenda pot garantir un bon manteniment i actualitzacions de l'equip. Pel que fa al control del risc de seguretat, els processos de producció de gas sovint impliquen altes temperatures, altes pressions i gasos inflamables o explosius, per la qual cosa són necessaris dissenys estrictes a prova d'explosió. S'han d'instal·lar dispositius de detecció de fuites de gas (per exemple, sensors d'infrarojos) i sistemes d'aturada d'emergència (ESD). Els operadors han de seguir estrictament els procediments operatius i realitzar amb regularitat simulacres de seguretat per assegurar-se que estan equipats amb l'equip de protecció necessari. S'han d'elaborar plans d'emergència per fer front a possibles accidents, com incendis, fuites de gas, intoxicació, etc., i s'han de disposar d'equips d'extinció d'incendis i agents neutralitzants adequats. La protecció del medi ambient i la gestió d'emissions també són crucials. Els processos de producció de gas in situ a les fàbriques químiques generen gasos residuals, aigües residuals i residus sòlids, per la qual cosa s'han d'implementar mesures efectives de tractament de gasos residuals, com ara la desulfuració humida, la desnitrificació (SCR/SNCR) i les tecnologies d'eliminació de pols. No s'ha de descuidar el tractament de les aigües residuals, amb aigües residuals àcides que requereixen neutralització i recuperació de metalls pesants per a la seva reutilització. Els sistemes de tractament bioquímic han de complir els estàndards de descàrrega. Els residus sòlids, com ara les cendres i els catalitzadors gastats, s'han d'eliminar d'acord amb l'ús dels recursos o els principis d'abocador. A més, donada l'estricta regulació global de les emissions de carboni, l'aplicació de la tecnologia de captura de carboni (CCUS) i les tecnologies d'hidrogen verd pot ajudar a assolir els objectius de neutralitat de carboni i reduir la petjada de carboni. L'eficiència energètica i el control de costos són el nucli de la viabilitat econòmica dels processos de producció de gas. Tecnologies com la integració de calor, catalitzadors eficients i accionaments de freqüència variable poden reduir significativament el consum d'energia i optimitzar l'eficiència en l'ús de l'electricitat i el vapor. En la comptabilitat de costos, és essencial cobrir diverses despeses, incloses les matèries primeres, l'energia, l'amortització d'equips, la mà d'obra i el tractament ambiental, i avaluar els costos totals del cicle de vida per garantir un rendiment raonable de la inversió. Al mateix temps, cal avaluar la capacitat de la fàbrica en relació a la demanda del mercat per evitar sobreinversió o escassetat de capacitat. El compliment normatiu i estàndard és un requisit estricte per a cada fàbrica química. La fàbrica ha de complir les normatives locals i internacionals, com ara la "Reglamentació sobre la gestió segura de productes químics perillosos" i les "Normes d'emissió integral de contaminants atmosfèrics" i obtenir els permisos de producció de seguretat necessaris i les aprovacions d'avaluació d'impacte ambiental (EIA). A més, també s'han de tenir en compte normes internacionals com ISO 14001 (Gestió Ambiental) i ISO 45001 (Seguretat i Salut Laboral). A mesura que la tecnologia continua desenvolupant-se, l'automatització i la digitalització s'han convertit en tendències importants a les fàbriques químiques modernes. Mitjançant l'adopció de sistemes de control avançats (per exemple, DCS/SCADA), es pot aconseguir un seguiment i optimització en temps real de la producció in situ. Els algorismes d'IA integrats poden ajustar els paràmetres del procés basant-se en dades en temps real per millorar l'eficiència i l'estabilitat de la producció. A més, la tecnologia de manteniment predictiu, mitjançant indicadors de control com la vibració i la temperatura dels equips, pot proporcionar avisos primerencs de possibles errors i reduir el temps d'inactivitat. La seguretat de les dades també és un aspecte clau de les fàbriques digitals, i s'han de prendre mesures efectives per evitar els ciberatacs dels sistemes de control industrial (ICS). La selecció del lloc de la fàbrica i la construcció de la infraestructura són igualment importants. La fàbrica s'ha d'ubicar en una zona amb un transport convenient i a prop de proveïdors de matèries primeres o usuaris principals per reduir els costos logístics. A més, ha d'estar disponible un subministrament d'energia estable, fonts d'aigua adequades i sistemes de vapor/refrigeració. La planificació logística hauria d'incloure el disseny racional de les rutes de transport de matèries primeres i productes i tenir en compte la capacitat de les instal·lacions d'emmagatzematge. Pel que fa als recursos humans, les empreses químiques han d'equipar-se amb enginyers, tècnics i equips de gestió de la seguretat professionalment qualificats. La formació regular sobre operacions, respostes d'emergència i protecció de seguretat és essencial per garantir que els empleats puguin fer front a diversos reptes de producció i seguretat. El desenvolupament de la cultura corporativa també és molt important, centrant-se en reforçar el concepte de "seguretat primer" i establir un sistema de gestió de la seguretat que impliqui tots els empleats. La demanda del mercat i l'adaptabilitat del producte també són factors clau en el procés de producció de gas. En funció de la demanda del mercat, la puresa del gas, la pressió i els mètodes de subministrament s'han d'ajustar de manera flexible. Especialment amb el ràpid creixement de la demanda d'energia d'hidrogen, els dissenys de línies de producció modulars permeten a les empreses respondre ràpidament als canvis del mercat. Pel que fa a la gestió del cicle de vida, la fàbrica hauria de reservar espai o interfícies per a futures ampliacions de capacitat o actualitzacions tecnològiques. A més, la gestió ambiental de la retirada dels equips s'ha de planificar amb antelació per evitar la contaminació residual. Consideracions més profundes també inclouen riscos geopolítics, especialment en el cas d'alta dependència de les importacions de matèries primeres, on els canvis polítics internacionals poden comportar riscos d'oferta. A més, no s'ha de passar per alt la innovació tecnològica i s'ha de prestar atenció a les noves tecnologies de gasificació i la producció d'hidrogen electroquímic per mantenir la competitivitat de l'empresa. En el context de l'economia circular, la utilització de recursos de subproductes, com el CO₂ per a la síntesi d'urea, també és un camí important per al desenvolupament sostenible. En el procés de producció de gas in situ , les fàbriques de la indústria química han de considerar exhaustivament la selecció de matèries primeres, el disseny de processos, la selecció d'equips, la gestió de la seguretat, el compliment del medi ambient i altres factors per aconseguir objectius de producció segurs, eficients i sostenibles. Huazhong Gas és una empresa professional de producció de gas in situ a la Xina . Realitzem avaluacions in situ en funció de la ubicació de la fàbrica i personalitzem solucions segons els productes requerits. En adoptar productes avançats i tecnologies de construcció, ajudem les fàbriques a satisfer ràpidament les seves necessitats. Agraïm les discussions amb vosaltres.
