كيف يؤثر نقاء النيتروجين والأكسجين على التكاليف

قبل أن نستكشف كيف تؤثر مستويات نقاء النيتروجين (N₂) والأكسجين (O₂) على تكاليفهما، من المهم توضيح مفهوم خاطئ شائع: أن نقاء الغاز وجودته ليسا متطابقين. 

• تشير نقاء الغاز إلى تركيز الغاز الرئيسي (على سبيل المثال، يحتوي النيتروجين بنسبة نقاء 95% على أكسجين بنسبة 5%). 
• تشير جودة الغاز إلى وجود ملوثات مثل الرطوبة أو الهيدروكربونات.

تؤثر إدارة مستويات نقاء النيتروجين والأكسجين بشكل مباشر على تكاليف الغاز وتسمح للشركات بتحسين النفقات. تكلف الغازات الأعلى نقاءً أكثر لإنتاجها لأنها تحتاج إلى مزيد من الهواء المضغوط ومزيد من الطاقة ومعدات أكبر. من خلال تخصيص النقاء لتلبية احتياجاتك التطبيقية الفعلية، يمكنك توفير تكاليف الاستثمار والصيانة والتشغيل بشكل كبير.

هناك طريقتان رئيسيتان للحصول على النيتروجين والأكسجين الصناعيين:

اقرأ المزيد عن الطرق المختلفة للحصول على غاز النيتروجين.

هناك تقنيتان شائعتان لتوليد النيتروجين والأكسجين في الموقع:

• الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA): يمر الهواء المضغوط عبر المناخل الجزيئية لإنتاج نيتروجين بنسبة نقاء تصل إلى 99,999% وأكسجين بنسبة نقاء تصل إلى 95%.

• تقنية الأغشية: يتم تنقية الهواء المضغوط من خلال أغشية شبه نفاذية، مما يولد نقاء نيتروجين يتراوح بين 95% و99,5%.

على الرغم من أن الفرق بين النقاء بنسبة 99,9% و99,999% قد يبدو صغيرًا، إلا أنه له تأثير كبير على التكاليف.

استهلاك الطاقة وتوسيع نطاق المعدات

يتطلب إنتاج غاز عالي النقاء عمليات أكثر كثافة في استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، قد يستهلك توليد النيتروجين بنقاء 95% عبر تقنية الغشاء 2 قدم مكعب في الدقيقة من الهواء لكل 1 قدم مكعب في الدقيقة من النيتروجين، بينما قد يتطلب تحقيق نقاء 99,999% باستخدام PSA ما يصل إلى 12 قدم مكعب في الدقيقة من الهواء لكل 1 قدم مكعب في الدقيقة من النيتروجين. تتطلب النقاء الأعلى أيضًا ضواغط أكبر ومعدات أكثر تقدمًا.

لتحسين تكاليف الغاز لديك، يمكنك إجراء تحليل التكلفة والفوائد مع مراعاة ما يلي:

• الحد الأدنى لمتطلبات النقاء لتطبيقك.
• تكاليف الاستثمار والتشغيل لمستويات النقاء المختلفة.
• التوفير المحتمل من خلال استخدام غاز أقل نقاءً دون المساس بالجودة.
• استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة.

يساعد هذا التحليل على تحديد التوازن المثالي بين النقاء والتكلفة لتلبية احتياجاتك الخاصة.

بالنسبة للشركات التي تشتري النيتروجين أو الأكسجين، يتم تحديد تكلفة الغاز من خلال هذه العوامل:

• تكاليف الاستثمار: البنية التحتية للتخزين الآمن، مثل أماكن الأسطوانات الآمنة أو الأساسات الخرسانية للخزانات السائبة، بما في ذلك الامتثال للوائح السلامة من الحرائق.

• سعر الوحدة: السعر الذي تدفعه لكل متر مكعب من الغاز.

• تكاليف التشغيل: النفقات مثل الأسطوانات أو تأجيرالخزانات ورسوم التوصيل والضرائب البيئية.

• تكاليف الاستثمار: شراء مولد الغاز والضاغط ومعدات معالجة الهواء وخزانات التخزين.

• تكاليف التشغيل: الكهرباء لتشغيل الضواغط والصيانة الروتينية.

النقاط الأساسية

يتم دائمًا تقريبًا إمداد الغازات المشتراة بنقاء عالٍ للغاية بسبب طرق انتاج الغاز المسال. وهذا يعني أن العديد من المستخدمين يدفعون مقابل نقاء أكثر مما يحتاجون إليه - دون أي خيار لضبط التكاليف. ويتجنب التوليد في الموقع ذلك من خلال السماح لك بمطابقة النقاء مع التطبيق.

دعونا نلقي نظرة على تطبيقين للنيتروجين لتوضيح كيفية تأثير النقاء على تكلفة توليد الغاز الخاص بك. في مثالنا، يتطلب كل من اللحام بالموجة الحرارية وتغليف القهوة تدفق نيتروجين يبلغ 50 نيوتن متر مكعب / ساعة. ومع ذلك، يتطلب اللحام الموجي نقاء 99,999%، بينما تتطلب تغليف القهوة نقاءً أكثر معتدلاً يبلغ 99,9%.

وينتج عن ذلك اختلاف في تكاليف توليد الغاز بنسبة 37%. ويتم تحقيق هذه التوفيرات من خلال مطابقة نقاء النيتروجين لتغليف القهوة مع احتياجاتها الفعلية، وهو ما يتجاوز بكثير متطلبات معايير الأغذية الرئيسية، بدلاً من اختيار الحد الأقصى لمستوى النقاء.

أولاً، إن عدم دقة مواصفات النقاء يؤثر بشكل كبير على تكاليف الاستثمار، حيث يمكن للشركات تلبية احتياجاتها بواسطة مولد وضاغط هواء أصغر. ويأتي هذا النظام الأصغر بدوره مع تكاليف صيانة أقل. كما يحتاج إلى كمية أقل من الهواء المضغوط لإنتاج وحدة واحدة من الغاز، مما يعني انخفاض تكاليف الطاقة.

اختيار مستوى النقاء المناسب يعني:

• استثمار أقل: المولدات والضواغط الأصغر تكلفة أقل مقدمًا.
• تقليل الصيانة: تتطلب الأنظمة الأصغر حجمًا صيانة أقل.
• توفير الطاقة: يلزم توفير كمية أقل من الهواء المضغوط لكل وحدة غاز، ما يقلل من فواتير الكهرباء والبصمة الكربونية.