Как чистота азота и кислорода влияет на затраты

Прежде чем мы рассмотрим, как уровень чистоты азота (N₂) и кислорода (O₂) влияет на их стоимость, важно развеять одно распространённое заблуждение: чистота газа и качество газа — это не одно и то же. 

• Чистота газа относится к концентрации основного газа (например, азот с чистотой 95% содержит 5% кислорода). 
• Качество газа - это наличие загрязняющих веществ, таких как влага или углеводороды.

Управление уровнями чистоты азота и кислорода напрямую влияет на стоимость газа и позволяет компаниям оптимизировать расходы. Газы более высокой чистоты обходятся дороже, поскольку для их производства требуется больше сжатого воздуха, больше энергии и больше оборудования. Регулируя степень чистоты в соответствии с конкретными требованиями, можно значительно сократить инвестиции, техническое обслуживание и эксплуатационные расходы.

Существует два основных способа получения промышленного азота и кислорода:

Узнайте больше о различных способах получения азота.

Существует две распространенные технологии для производства азота и кислорода на объекте:

• Сжатый воздух проходит через молекулярные сита для получения азота чистотой до 99,999% и кислорода чистотой до 95%.

• Мембранная технология: сжатый воздух фильтруется через полупроницаемые мембраны, обеспечивая чистоту азота от 95 до 99,5 %.

Несмотря на то, что разница между чистотой 99,9 % и 99,99,9 % может показаться незначительной, она оказывает значительное влияние на затраты.

Энергопотребление и масштабирование оборудования

Производство газа более высокой чистоты требует более энергоемких процессов. Например, для выработки азота с чистотой 95 % с помощью мембранной технологии может потребляться 2 куб. фута/мин воздуха на 1 куб. фут/мин азота, тогда как для достижения чистоты 99,999 % с помощью ПСА может потребоваться до 12 куб. футов/мин воздуха на 1 куб. фут/мин азота. Более высокая степень чистоты также требует более крупных компрессоров и более современного оборудования.

Чтобы оптимизировать расходы на газ, вы можете провести анализ соотношения цены и качества с учетом следующих факторов:

• требования к минимальной степени чистоты для конкретной области применения;
• Инвестиционные и эксплуатационные расходы для различных уровней чистоты.
• Потенциальная экономия благодаря использованию газа более низкой чистоты без ущерба для качества.
• Расходы на энергопотребление и техническое обслуживание.

Этот анализ помогает найти идеальный баланс между чистотой и стоимостью для конкретных потребностей.

Для компаний, закупающих азот или кислород, стоимость газа определяется следующими факторами:

• Инвестиционные расходы: инфраструктура для безопасного хранения, например, безопасные зоны для баллонов или бетонные фундаменты для насыпных резервуаров, включая соблюдение правил пожарной безопасности.

• Цена за единицу: цена, которую вы платите за каждый кубический метр газа.

• Эксплуатационные расходы: расходы, такие как аренда баллонов или резервуаров, сборы за доставку и экологические налоги.

• Инвестиционные расходы: приобретение газогенератора, компрессора, оборудования для подготовки воздуха и резервуаров для хранения.

• Эксплуатационные расходы: электроэнергия для работы компрессоров и регулярного технического обслуживания.

Ключевые моменты

Закупаемые газы почти всегда поставляются с ультравысокой степенью чистоты благодаря криогенным методам производства. Это означает, что многие пользователи платят за чистоту, которая им не нужна — без возможности регулировать затраты. Генерация на месте решает эту проблему, позволяя подобрать уровень чистоты под конкретное применение

Давайте рассмотрим две области применения азота, чтобы проиллюстрировать, как чистота влияет на стоимость производства собственного газа. В нашем примере для волновой пайки и упаковки кофе требуется расход азота 50 Нм³/ч. Однако для волновой пайки требуется чистота 99.999%, а для упаковки кофе требуется более умеренная чистота 99.9%.

Это приводит к разнице в затратах на производство газа в 37 %. Экономия достигается за счет соответствия степени чистоты азота для упаковки кофе фактическим потребностям, что значительно превышает требования основных пищевых стандартов, а не за счет выбора максимального уровня чистоты.

Во-первых, отсутствие избыточных требований к чистоте оказывает огромное влияние на инвестиционные расходы, поскольку предприятия могут удовлетворить свои потребности с помощью генератора и воздушного компрессора меньших размеров. В свою очередь, эта система меньшего размера обеспечивает снижение затрат на техническое обслуживание. Кроме того, для производства 1 единицы объема газа требуется меньше сжатого воздуха, что означает снижение затрат на электроэнергию.

Выбор правильного уровня чистоты означает:

• Меньшие капиталовложения: меньшие генераторы и компрессоры стоят дешевле при покупке.
• Снижение затрат на обслуживание: небольшие системы требуют меньше обслуживания.
• Экономия энергии: на единицу газа требуется меньше сжатого воздуха, что снижает счета за электроэнергию и углеродный след.