Influence de la pureté de l’azote et de l’oxygène sur les coûts

Avant d’explorer comment les niveaux de pureté de l’azote (N₂) et de l’oxygène (O₂) influencent leurs coûts, il est important de clarifier une idée fausse courante : la pureté et la qualité du gaz ne sont pas les mêmes. 

• La pureté du gaz fait référence à la concentration du gaz principal (par exemple, l’azote à 95 % de pureté contient 5 % d’oxygène). 
• La qualité du gaz fait référence à la présence de contaminants tels que l’humidité ou les hydrocarbures.

La gestion des niveaux de pureté de l’azote et de l’oxygène a un impact direct sur les coûts du gaz et permet aux entreprises d’optimiser leurs dépenses. Les gaz d’une plus grande pureté coûtent plus cher à produire, car ils nécessitent plus d’air comprimé, plus d’énergie et un équipement plus grand. En adaptant la pureté aux besoins réels de votre application, vous pouvez réaliser des économies significatives sur les coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation.

Il existe deux méthodes principales d’acquisition de l’azote et de l’oxygène industriels :

En savoir plus sur les différentes façons d’obtenir de l’azote gazeux.

Il existe deux technologies courantes pour générer de l’azote et de l’oxygène sur site :

• Adsorption par variation de pression (PSA) : l’air comprimé passe à travers des tamis moléculaires pour produire de l’azote d’une pureté maximale de 99,999 % et de l’oxygène d’une pureté maximale de 95 %.

• Technologie à membrane : l’air comprimé est filtré à travers des membranes semi-perméables, générant une pureté de l’azote comprise entre 95 % et 99,5 %.

Bien que la différence entre 99,9 % et 99,99,9 % de pureté puisse sembler faible, elle a un effet significatif sur les coûts.

Consommation d’énergie et évolutivité des équipements

La production de gaz de plus haute pureté nécessite des processus plus énergivores. Par exemple, la génération d’azote à 95 % de pureté via la technologie à membrane peut consommer 2 SCFM d’air pour 1 SCFM d’azote, tandis qu’atteindre une pureté de 99,999 % avec du PSA peut nécessiter jusqu’à 12 SCFM d’air pour 1 SCFM d’azote. Une plus grande pureté exige également des compresseurs plus grands et des équipements plus avancés.

Pour optimiser vos coûts de gaz, vous pouvez mener une analyse coûts-bénéfices en tenant compte :

• Les exigences minimales de pureté de votre application.
• Coûts d’investissement et d’exploitation pour différents niveaux de pureté.
• Économies potentielles grâce à l’utilisation de gaz de moindre pureté sans compromettre la qualité.
• Consommation d’énergie et frais de maintenance.

Cette analyse permet d’identifier l’équilibre idéal entre pureté et coût pour vos besoins spécifiques.

Pour les entreprises qui achètent leur azote ou leur oxygène, le coût du gaz est déterminé par les facteurs suivants :

• Coûts d’investissement : Infrastructures de stockage sécurisé, telles que des zones de bouteilles sécurisées ou des fondations en béton pour les citernes en vrac, y compris le respect des réglementations de sécurité incendie.

• Prix unitaire : le prix que vous payez pour chaque mètre cube de gaz.

• Coûts d’exploitation : dépenses telles que la location de bouteilles ou de réservoirs, les frais de livraison et les taxes environnementales.

• Coûts d’investissement : achat du générateur de gaz, du compresseur, de l’équipement de traitement de l’air et des réservoirs de stockage.

• Coûts d’exploitation: électricité pour le fonctionnement des compresseurs et l’entretien de routine.

Points clés à retenir

Les gaz achetés sont presque toujours fournis à une pureté ultra élevée en raison des méthodes de production cryogéniques. Cela signifie que de nombreux utilisateurs paient pour plus de pureté qu’ils n’en ont besoin, sans possibilité d’ajuster les coûts. La génération sur site évite cela en vous permettant d’adapter la pureté à l’application.

Examinons deux applications d’azote pour illustrer l’impact de la pureté sur le coût de production de votre propre gaz. Dans notre exemple, le brasage ondulé et le conditionnement du café nécessitent tous deux un débit d’azote de 50 Nm³/h. Cependant, la soudure à la vague nécessite une pureté de 99,99,9 %, tandis que le conditionnement du café nécessite une pureté plus modérée de 99,9 %.

Il en résulte une différence de 37 % dans les coûts de production de gaz. Ces économies sont réalisées en adaptant la pureté de l’azote pour l’emballage du café aux besoins réels du procédé, ce qui dépasse largement les principales exigences des normes alimentaires, plutôt que d’opter pour le niveau de pureté maximal.

Tout d'abord, le fait de ne pas demander une pureté trop élevée affecte considérablement les coûts d'investissement, car les entreprises peuvent répondre à leurs besoins avec un générateur et un compresseur d'air plus petits. En retour, ce système plus petit s'accompagne de coûts de maintenance réduits. Il a également besoin de moins d'air comprimé pour produire 1 unité de gaz, ce qui se traduit par une réduction des coûts énergétiques.

Choisir le bon niveau de pureté signifie :

• Moins d’investissement : les petits groupes électrogènes et compresseurs coûtent moins cher à l’avance.
• Maintenance réduite : les systèmes plus petits nécessitent moins d’entretien.
• Économies d’énergie : moins d’air comprimé est nécessaire par unité de gaz, ce qui réduit les factures d’électricité et l’empreinte carbone.