In che modo la purezza di azoto e ossigeno influisce sui costi

Prima di esaminare come i livelli di purezza dell'azoto (N₂) e dell'ossigeno (O₂) influiscono sui costi, è importante chiarire un concetto errato comune: la purezza e la qualità del gas non sono uguali. 

• La purezza del gas si riferisce alla concentrazione del gas principale (ad esempio, l'azoto al 95% di purezza contiene il 5% di ossigeno). 
• La qualità del gas si riferisce alla presenza di contaminanti come umidità o idrocarburi.

La gestione dei livelli di purezza dell'azoto e dell'ossigeno influisce direttamente sui costi del gas e consente alle aziende di ottimizzare le spese. I gas di maggiore purezza costano di più per la produzione perché richiedono più aria compressa, più energia e attrezzature più grandi. Adattando la purezza alle esigenze effettive dell'applicazione, è possibile risparmiare in modo significativo sui costi di investimento, manutenzione e operativi.

Esistono due modi principali per acquisire azoto e ossigeno industriali:

Scopri di più sui diversi modi per ottenere gas azoto.

Esistono due tecnologie comuni per la generazione di azoto e ossigeno in loco:

• Pressure Swing Adsorption (PSA): l'aria compressa passa attraverso setacci molecolari per produrre azoto fino al 99,999% di purezza e ossigeno fino al 95% di purezza.

• Tecnologia a membrana: l'aria compressa viene filtrata attraverso membrane semipermeabili, generando una purezza dell'azoto compresa tra il 95% e il 99,5%.

Anche se la differenza tra il 99,9% e il 99,99,9% di purezza può sembrare piccola, ha un effetto significativo sui costi.

Consumo energetico e scalabilità delle apparecchiature

La produzione di gas di maggiore purezza richiede processi che consumano più energia. Ad esempio, la generazione di azoto al 95% di purezza tramite tecnologia a membrana può consumare 2 SCFM di aria per 1 SCFM di azoto, mentre il raggiungimento della purezza del 99,999% con PSA può richiedere fino a 12 SCFM di aria per 1 SCFM di azoto. Una maggiore purezza richiede anche compressori più grandi e attrezzature più avanzate.

Per ottimizzare i costi del gas, è possibile condurre un'analisi costi-benefici considerando:

• I requisiti minimi di purezza della vostra applicazione.
• Costi di investimento e operativi per diversi livelli di purezza.
• Potenziale risparmio derivante dall'utilizzo di gas a bassa purezza senza compromettere la qualità.
• Consumo energetico e costi di manutenzione.

Questa analisi aiuta a identificare l'equilibrio ideale tra purezza e costi per le vostre esigenze specifiche.

Per le aziende che acquistano azoto o ossigeno, il costo del gas è determinato da questi fattori:

• Costi di investimento: infrastruttura per lo stoccaggio sicuro, come aree sicure per bombole o fondazioni in calcestruzzo per serbatoi di grandi dimensioni, compresa la conformità alle normative antincendio.

• Prezzo per unità: il prezzo che si paga per ogni metro cubo di gas.

• Costi operativi: spese come il noleggio di bombole o serbatoi, le spese di consegna e le tasse ambientali.

• Costi di investimento: acquisto del generatore di gas, del compressore, dell'apparecchiatura per il trattamento dell'aria e dei serbatoi di stoccaggio.

• Costi di esercizio: elettricità per il funzionamento dei compressori e la manutenzione ordinaria.

Punti principali

I gas acquistati vengono quasi sempre forniti ad altissima purezza grazie ai metodi di produzione criogenici. Ciò significa che molti utenti pagano per una purezza superiore a quella di cui hanno bisogno, senza alcuna possibilità di adeguare i costi. La generazione in loco evita questo problema consentendo di abbinare la purezza all'applicazione.

Esaminiamo due applicazioni di azoto per illustrare come la purezza influisca sul costo di generazione del proprio gas. Nel nostro esempio, la brasatura ondulata e il confezionamento del caffè richiedono entrambi un flusso di azoto di 50 Nm³/h. Tuttavia, la brasatura ondulata richiede una purezza del 99,99,9%, mentre il confezionamento del caffè richiede una purezza più moderata del 99,9%.

Ciò si traduce in una differenza dei costi di generazione del gas del 37%. Questo risparmio si ottiene adattando la purezza dell'azoto per il confezionamento del caffè alle esigenze effettive, che è ben al di sopra dei principali requisiti degli standard alimentari, anziché optare per il massimo livello di purezza.

In primo luogo, non specificare esattamente il livello di purezza ha un enorme impatto sui costi di investimento, in quanto le aziende possono soddisfare le proprie esigenze investendo in un generatore più piccolo e un compressore d'aria più piccolo. A loro volta, i sistemi più piccoli prevedono costi di manutenzione inferiori. Inoltre, è necessaria meno aria compressa per produrre 1 unità di gas, il che si traduce in costi energetici inferiori.

Scegliere il giusto livello di purezza significa:

• Minore investimento: generatori e compressori più piccoli costano meno all'inizio.
• Manutenzione ridotta: i sistemi più piccoli richiedono meno manutenzione.
• Risparmio energetico: è necessaria meno aria compressa per unità di gas, riducendo le bollette elettriche e l'impronta di carbonio.