Quais fatores devem ser considerados na produção de gás no local em plantas da indústria química
12/02/2025
Na indústria química, produção de gás no local nas fábricas é um processo complexo e desafiador que envolve uma consideração abrangente de múltiplos fatores. Para garantir segurança, eficiência e conformidade, são necessárias uma análise e um projeto minuciosos do ponto de vista técnico, econômico, de segurança, ambiental e regulatório.
Em primeiro lugar, a seleção e o fornecimento de matérias-primas são a base do projeto do processo de produção de gás. Dependendo dos requisitos específicos do processo, as matérias-primas comumente utilizadas incluem carvão, gás natural, biomassa e coque de petróleo. O custo, a disponibilidade, a adequação e a estabilidade do fornecimento de cada matéria-prima precisam ser cuidadosamente avaliados para evitar interrupções na produção devido à escassez de matéria-prima ou flutuações de qualidade. Além disso, os requisitos de pré-tratamento das matérias-primas, como trituração, secagem ou dessulfuração, podem aumentar a complexidade e o custo do processo, sendo necessário um planejamento adequado das etapas de pré-tratamento. Ao selecionar a rota do processo, os diferentes processos devem ser avaliados entre si com base nas necessidades reais. Os processos comuns de produção de gás incluem gaseificação de carvão, reforma a vapor, oxidação parcial e eletrólise de água para produção de hidrogênio. A escolha desses processos não deve considerar apenas a eficiência de conversão, mas também avaliar o consumo de energia, a pureza do produto, o manuseio de subprodutos e outros fatores. Além disso, otimizar o design do processo é fundamental. O ajuste das condições de reação (por exemplo, temperatura, pressão, catalisadores) e a utilização de tecnologias de recuperação de calor residual (por exemplo, caldeiras de calor residual) podem efetivamente melhorar a eficiência da produção de gás e reduzir o consumo de energia. A flexibilidade da rota do processo também é um fator importante a considerar. A capacidade de adaptação a diferentes matérias-primas ou de produção de vários gases (por exemplo, gás de síntese, hidrogénio, CO₂) pode aumentar a adaptabilidade e a relação custo-eficácia da produção. A selecção do equipamento e a sua fiabilidade são também factores-chave que influenciam a estabilidade e a economia do produção de gás no local . Equipamentos principais, como reatores, compressores, torres de separação e dispositivos de purificação (por exemplo, PSA, separação por membrana) devem ser feitos de materiais resistentes a altas temperaturas e à corrosão para garantir uma operação estável a longo prazo sob condições adversas. Além disso, o projeto de equipamentos redundantes é uma medida importante para garantir a operação contínua da fábrica. Para equipamentos críticos, como compressores, devem existir sistemas de backup para evitar paradas de produção devido a falhas pontuais. Além disso, selecionar fornecedores com tecnologias maduras e um bom serviço pós-venda pode garantir uma manutenção e atualizações tranquilas dos equipamentos. Em termos de controle de riscos de segurança, os processos de produção de gás geralmente envolvem altas temperaturas, altas pressões e gases inflamáveis ou explosivos, portanto, são necessários projetos rigorosos à prova de explosão. Dispositivos de detecção de vazamento de gás (por exemplo, sensores infravermelhos) e sistemas de desligamento de emergência (ESD) devem ser instalados. Os operadores devem seguir rigorosamente os procedimentos operacionais e realizar regularmente exercícios de segurança para garantir que estejam equipados com o equipamento de proteção necessário. Devem ser desenvolvidos planos de emergência para lidar com potenciais acidentes, tais como incêndios, fugas de gás, envenenamento, etc., e devem ser fornecidos equipamentos de combate a incêndios e agentes neutralizantes adequados. A protecção ambiental e a gestão das emissões também são cruciais. Os processos de produção de gás no local em fábricas químicas geram gases residuais, águas residuais e resíduos sólidos, pelo que devem ser implementadas medidas eficazes de tratamento de gases residuais, tais como dessulfuração húmida, desnitrificação (SCR/SNCR) e tecnologias de remoção de poeiras. O tratamento de águas residuais não deve ser negligenciado, pois as águas residuais ácidas requerem neutralização e os metais pesados são recuperados para reutilização. Os sistemas de tratamento bioquímico devem atender aos padrões de descarga. Os resíduos sólidos, tais como cinzas e catalisadores usados, devem ser eliminados de acordo com a utilização de recursos ou com os princípios de aterros conformes. Além disso, dada a rigorosa regulamentação global das emissões de carbono, a aplicação da tecnologia de captura de carbono (CCUS) e das tecnologias de hidrogénio verde pode ajudar a alcançar os objetivos de neutralidade de carbono e reduzir as pegadas de carbono. A eficiência energética e o controlo de custos estão no centro da viabilidade económica dos processos de produção de gás. Tecnologias como integração de calor, catalisadores eficientes e acionamentos de frequência variável podem reduzir significativamente o consumo de energia e otimizar a eficiência do uso de eletricidade e vapor. Na contabilidade de custos, é essencial cobrir diversas despesas, incluindo matérias-primas, energia, depreciação de equipamentos, mão de obra e tratamento ambiental, e avaliar os custos totais do ciclo de vida para garantir retornos razoáveis do investimento. Ao mesmo tempo, é necessário avaliar a capacidade da fábrica em relação à procura do mercado para evitar o excesso de investimento ou a escassez de capacidade. A conformidade regulatória e padrão é um requisito rigoroso para todas as fábricas de produtos químicos. A fábrica deve cumprir os regulamentos locais e internacionais, como os “Regulamentos sobre a Gestão Segura de Produtos Químicos Perigosos” e os “Padrões Abrangentes de Emissão para Poluentes Atmosféricos”, e obter as licenças de produção de segurança necessárias e as aprovações de avaliações de impacto ambiental (EIA). Além disso, normas internacionais como a ISO 14001 (Gestão Ambiental) e a ISO 45001 (Saúde e Segurança Ocupacional) também devem ser levadas em consideração. À medida que a tecnologia continua a se desenvolver, a automação e a digitalização tornaram-se tendências significativas nas fábricas químicas modernas. Ao adotar sistemas de controle avançados (por exemplo, DCS/SCADA), é possível obter monitoramento e otimização em tempo real da produção no local. Algoritmos de IA integrados podem ajustar os parâmetros do processo com base em dados em tempo real para melhorar a eficiência e a estabilidade da produção. Além disso, a tecnologia de manutenção preditiva, através do monitoramento de indicadores como vibração e temperatura dos equipamentos, pode fornecer avisos antecipados para possíveis falhas e reduzir o tempo de inatividade. A segurança dos dados é também um aspecto fundamental das fábricas digitais, e devem ser tomadas medidas eficazes para prevenir ataques cibernéticos aos sistemas de controlo industrial (ICS). A escolha do local da fábrica e a construção de infra-estruturas são igualmente importantes. A fábrica deve estar localizada em uma área com transporte conveniente e próxima de fornecedores de matérias-primas ou grandes usuários para reduzir custos logísticos. Além disso, uma fonte de alimentação estável, fontes de água adequadas e sistemas de vapor/resfriamento devem estar disponíveis. O planejamento logístico deve incluir o desenho racional das rotas de transporte de matérias-primas e produtos e considerar a capacidade das instalações de armazenamento. No que diz respeito aos recursos humanos, as empresas químicas precisam de se equipar com engenheiros, técnicos e equipas de gestão de segurança profissionalmente qualificados. O treinamento regular sobre operações, respostas a emergências e proteção de segurança é essencial para garantir que os funcionários possam lidar com vários desafios de produção e segurança. O desenvolvimento da cultura corporativa também é muito importante, com foco no reforço do conceito “segurança em primeiro lugar” e no estabelecimento de um sistema de gestão de segurança envolvendo todos os colaboradores. A procura do mercado e a adaptabilidade dos produtos também são factores-chave no processo de produção de gás. Com base na demanda do mercado, a pureza do gás, a pressão e os métodos de fornecimento devem ser ajustados de forma flexível. Especialmente com o rápido crescimento da procura de energia de hidrogénio, os designs de linhas de produção modulares permitem que as empresas respondam rapidamente às mudanças do mercado. Em termos de gestão do ciclo de vida, a fábrica deve reservar espaço ou interfaces para futuras expansões de capacidade ou atualizações tecnológicas. Além disso, a gestão ambiental da retirada de equipamentos deve ser planejada com antecedência para evitar poluição residual. Considerações mais profundas também incluem riscos geopolíticos, particularmente no caso de elevada dependência das importações de matérias-primas, onde as mudanças políticas internacionais podem levar a riscos de abastecimento. Além disso, a inovação tecnológica não deve ser negligenciada e deve ser dada atenção às novas tecnologias de gaseificação e à produção electroquímica de hidrogénio para manter a competitividade da empresa. No contexto da economia circular, a utilização de recursos de subprodutos, como o CO₂ para a síntese de ureia, é também um caminho importante para o desenvolvimento sustentável. No processo de produção de gás no local , as fábricas da indústria química devem considerar de forma abrangente a seleção de matérias-primas, design de processos, seleção de equipamentos, gerenciamento de segurança, conformidade ambiental e outros fatores para atingir metas de produção seguras, eficientes e sustentáveis. Huazhong Gas é uma empresa profissional de produção de gás local na China . Realizamos avaliações no local com base na localização da fábrica e customizamos soluções de acordo com os produtos requeridos. Ao adotar produtos avançados e tecnologias de construção, ajudamos as fábricas a atender rapidamente às suas necessidades. Congratulamo-nos com discussões com você.
