화학 프로젝트에서 연구 개발에서 본격적인 산업 생산에 이르는 “마지막 단계'라고도 불리는 파일럿 테스트에는 최종 단계 이상의 것이 포함됩니다. 파일럿 테스트에서 산업화로 전환하려면 공정 경로 확정, 전체 화학 공정 흐름 시뮬레이션, 재료 및 에너지 잔액 계산 등 종합적인 준비가 필요합니다. 또한 시동 및 종료 시나리오에 대한 심층적인 평가, 보조 공정 경로(용매 회수, 벌크 고체 운송, 고융점 물질 이송, 제품 정제 및 유틸리티 시스템 등) 선택, 반응 및 분리를 위한 주요 장비 선택 및 설계, 장비 레이아웃 및 예비 플랜트 구조 최적화, 최종 설정(스키드 장착형 또는 기존 플랜트 설계) 결정, 기기 선택 및 자동화 계획, 운영 및 분석 절차 초안 작성, 시동 및 종료 문제에 대한 비상 계획 및 기술 지원 준비도 요구됩니다.숙련된 엔지니어가 이러한 각 측면을 사전에 신중하게 고려하고 설계해야만 전체 화학 시스템을 효율적이고 안전하며 안정적으로 운영하여 화학 생산을 강력하게 지원할 수 있습니다. 도겐 는 산업 기술을 인큐베이팅하고 산업화 과정의 모든 단계를 고객에게 안내하여 대규모 생산으로 원활하게 전환할 수 있도록 최선을 다하고 있습니다.
I. 프로세스 설계
1) 공정 흐름 결정: 여기에는 적절한 생산 방법 선택, 원료 취급 방식 정의, 반응 및 분리 공정 설계가 포함됩니다. 예를 들어 화학공학 설계에서 공정 설계는 실험실 규모의 개발 단계에서 사용된 촉매 및 반응 조건과 산업 설계 경험을 바탕으로 적합한 반응 장비와 흐름을 선택해야 궁극적으로 원료를 목표 제품으로 전환할 수 있습니다.
2) 전체 공정 흐름에 대한 시뮬레이션 계산: 고급 공정 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 모든 관련 공정에 대한 시뮬레이션 계산을 수행합니다. 이는 실험실 및 파일럿 규모 테스트에서 얻은 작동 조건, 전환율, 반응 시간 및 물리적 특성 데이터를 기반으로 하며, 그에 따라 소프트웨어의 물리적 특성 데이터를 조정합니다. 이 프로세스는 에너지 및 재료 균형 데이터를 산출하여 공정 설계의 다음 단계를 위한 토대를 제공합니다.
3) 장비 선택 및 배치: 공정 요건에 따라 적합한 화학 장비를 선택하고, 장비 간 레이아웃을 설계하여 원활한 재료 이송을 보장합니다. 고체 및 고융점 물질과 같은 물질의 경우 이송 경로가 더 짧은 것이 우선시됩니다. 대구경 파이프라인은 효율적이고 원활한 생산 흐름을 보장하기 위해 초기 장비 레이아웃에서 신중한 고려가 필요합니다. 또한 특정 장비의 인양 및 유지 보수에 특별한 주의를 기울여 이후 운영 단계에서 설치 및 유지 보수가 용이하도록 합니다. 여기에는 사용할 기계의 유형, 장비 배치 및 자재 흐름 방향 결정이 포함됩니다.
4) 안전 조치 및 환경 보호: 설계 과정에서 화재 및 폭발 방지와 같은 안전 문제를 고려하는 것이 필수적입니다. 독성이 강하거나 고온 또는 고압 조건이 수반되는 공정의 경우 작업 중 작업자의 안전을 보장하기 위해 세심한 주의를 기울이고 생산 중 환경 오염을 줄이기 위한 조치를 취합니다.
5) 최적화된 자원 활용: 공정 설계를 통해 원자재 사용을 최적화하여 낭비를 줄이고 자원 효율성을 개선할 수 있습니다. 예를 들어 정유 엔지니어링에서 반응 조건을 최적화하면 원료 전환율을 높이고 부산물 발생을 줄일 수 있습니다.
6) 제어 및 모니터링: 설계 프로세스에는 생산 안정성과 일관된 제품 품질을 보장하기 위해 계측기 선택과 효율적인 자동화 제어 시스템 구현도 포함되어야 합니다. 주요 공정 품질 관리 지점은 적절한 샘플링 위치를 갖추고 있어야 하며, 필요한 경우 온라인 분석 장비를 사용하여 생산 중에 다양한 매개 변수를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
공정 설계는 전체 생산 라인의 전반적인 효율성, 제품 품질, 생산 비용을 결정합니다. 우수한 공정 설계는 원활한 생산을 보장하고 에너지와 자재 소비를 줄이며 제품의 시장 경쟁력을 높입니다.
II. 주요 장비 설계
공정 설계를 기반으로 한 핵심 장비의 설계는 생산 라인의 효율적인 운영을 보장하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 주요 장비에는 일반적으로 다음이 포함됩니다. 폴리머 리액터, 분리기, 컴프레서 등 생산 라인의 용량과 안정성을 직접적으로 결정하는 핵심 장비를 설계합니다. 도겐은 중합 반응기, 마이크로 리액터, 낙하막 흡수기, 패킹 및 타워 내부에서 뛰어난 성과를 거두며 반응 및 분리 공정에 중요한 장비를 설계하는 데 다년간의 경험을 보유하고 있습니다, 용융 결정화제, 필름 증발기, 강제 열교환기 등이 있습니다.
장비 설계에는 다음이 포함됩니다:
1) 장비 구조 및 치수 설계
●구조 설계: 공정 요건, 재료 특성 및 분리 원리에 따라 적합한 장비 구조를 설계합니다. 예를 들어 녹는점이 높은 재료를 보관하는 저장 탱크와 타워의 경우 재킷 또는 하프 파이프 가열을 추가하고, 열에 민감한 재료가 있는 증류탑의 경우 컬럼 베이스 직경을 줄여 체류 시간을 줄이세요.
치수 설계: 장비의 직경, 높이, 벽 두께와 같은 주요 치수를 결정하여 강도와 안정성 요구 사항을 충족하면서 충분한 재료를 담을 수 있는지 확인합니다.
2) 재료 선택 및 강도 검증
●재료 선택: 스테인리스 스틸, 티타늄 합금, 비금속 재료, 탄소강 등 처리되는 재료의 특성(부식성, 온도, 압력 등)과 장비의 작동 환경에 따라 적절한 재료를 선택합니다.
강도 검증: 작동 압력, 온도 및 기타 조건에서 장비가 변형되거나 파열되지 않도록 강도 검증을 수행합니다.3) 유체 역학 설계
●입구 속도: 국부적인 과부하 또는 막힘을 방지하여 장비로 재료가 균일하게 유입되도록 적절한 유입 속도를 설계합니다. 특정 요구 사항이 있는 재료의 경우 장비 입구에 입구 분배기를 설계하세요.
유속 및 압력 분포: 장비 내부의 유속과 압력 분포를 최적화하여 에너지 소비와 마모를 줄이면서 분리 효율을 높입니다.
4) 제어 시스템 및 자동화 설계
제어 시스템: 온도, 압력, 유량 등 장비의 작동 상태를 모니터링하고 자동으로 조정할 수 있는 안정적인 제어 시스템을 설계합니다.
●자동화 설계: 용융 결정화기와 같은 복잡한 장비의 경우 PLC 및 DCS와 같은 자동화 기술을 통합하여 자동화 수준을 높이고 운영 복잡성을 줄이며 인건비를 절감할 수 있습니다.
5) 경제성 및 비용 분석
●경제성 평가: 장비의 투자 비용, 운영 비용, 유지 보수 비용 등을 종합적으로 평가하여 경제성을 확보합니다.
비용 최적화: 설계를 최적화하고 비용 효율적인 재료와 부품을 선택하여 장비 비용을 절감하세요.
III. 스키드 마운트 디자인
스키드 장착형 및 모듈형 설계는 현대 산업 기술 적용의 핵심 트렌드입니다. 복잡한 생산 공정을 여러 개의 독립적이고 상호 교환 가능한 모듈로 세분화함으로써 건설 시간을 크게 단축하고 비용을 절감하며 생산 유연성을 개선할 수 있습니다. 이러한 설계 방식은 운송 및 설치를 용이하게 할 뿐만 아니라 향후 유지보수 및 업그레이드를 간소화하여 신속한 배포와 유연한 기술 조정의 가능성을 제공합니다. 스키드 장착형 설계에는 다음이 포함됩니다:
1) 모듈 구분:
프로세스 기능 단위를 기반으로 시스템을 여러 개의 단일 기능 단위로 분할하여 일련의 모듈식 단위를 구성합니다.
각 개별 모듈 내 장비의 최대 크기와 무게를 평가하는 동시에 운송 가능성과 현장 설치의 편의성을 고려합니다.
2) 파이프라인 및 장비 통합:
모듈 내 파이프라인은 가능한 한 모듈 경계 내에 포함되도록 설계하고, 밸브는 가급적 배관에 직접 용접하여 컴팩트하게 설치합니다.
모든 관련 파이프라인, 계측기, 밸브 등 주요 장비를 주요 구성 요소로, 지원 장비를 보조 장비로 통합하여 후속 스키드 조립을 용이하게 하는 데 중점을 둡니다.
3) 전기 계측 및 제어 시스템 통합:
모듈 유닛의 제어 회로와 전기 계측 회로는 장치 제어 캐비닛에 미리 배선되어 질서정연하게 연결되어 있습니다.
현장에서 전원이 공급된 후 시스템을 사용하기 전에 간단한 디버깅과 확인이 필요합니다.
4) 스키드 설계 및 제조:
공정 흐름에 따라 각 모듈 유닛 내의 모든 장비, 파이프라인, 계측기 등이 스키드로 조립되어 여러 개의 스키드 유닛을 형성합니다.
●기초 치수, 내력 보의 위치, 철골 구조 모델을 결정합니다.
철골 구조물 베이스에서 스키드 사이의 파이프라인 연결을 최소화하는 것을 목표로 파이프 지지대의 위치를 결정합니다.
5) 운송 및 설치 고려 사항:
●설계 시 리프팅 및 운송, 현장 설치, 작동 용이성, 유지보수 등의 요소를 충분히 고려해야 합니다.
스키드 설계 도면이 완성되면 공장에서 제조 및 조립이 진행됩니다. 제작이 완료되면 스키드의 품질과 신뢰성을 보장하기 위해 여러 테스트를 실시합니다.
IV. 턴키 프로젝트
턴키 프로젝트 서비스는 설치, 시운전, 운영 안내, 장비 유지보수, 문제 해결 및 애프터 서비스의 일부인 병목 현상 해결을 포함하는 종합 엔지니어링 서비스를 말합니다.
●장비 설치: 전문 설치 팀이 지정된 운송업체를 통해 품질 기준을 충족하는 자재와 성능으로 장비를 고객의 현장으로 운송합니다. 설치 및 인수가 수행되며, 완전성과 추적성을 보장하기 위해 각 설치 단계에 대한 자세한 기록이 보관됩니다.
시운전 및 작동: 시스템은 작동 순서를 따르고 필요에 따라 매개변수를 조정하는 등 절차에 따라 엄격하게 시운전됩니다. 모든 작업은 적절한 문서화 및 관리를 위해 기록됩니다.
●직원 교육: 고객이 생산 라인을 원활하게 인수하고 운영할 수 있도록 직원이 관련 기술 및 운영 방법을 습득할 수 있도록 교육을 제공합니다.
●판매 후 서비스: 일반 기술 라이선스와 마찬가지로 애프터 서비스에는 장비 유지보수, 문제 해결 및 병목 현상 해결이 포함되어 생산 라인의 안정적인 운영과 지속적인 개선을 보장합니다.
도젠은 엔지니어링 기술 개발, 공정 및 장비 설계, 핵심 장비 제조 등 소규모 시험부터 파일럿 테스트, 산업 규모 생산에 이르는 모든 서비스를 제공합니다. 프로젝트는 초기 단계에서 장기간의 인큐베이션과 축적을 거쳐 이론에서 실무로의 원활한 전환을 보장합니다.
