ธุรกิจคุณเหมาะกับการใช้ไนโตรเจนชนิดใด?
ไนโตรเจนเป็นสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ตัวเรา ลองสังเกตดูสิ อากาศที่เราหายใจนั้นก็มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบ รวมถึงอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งหลายโรงงานก็ใช้ก๊าซไนโตรเจนในการผลิตที่ต่างกัน เช่น ใช้ในการถนอมอาหาร ใช้ในการใช้สำหรับกระบวนการบรรจุผลิตภัณฑ์อาหาร ใช้ป้องกันการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในงานอุตสาหกรรมเหล็ก อะลูมิเนียม โลหะ อิเล็กทรอนิกส์ ปิโตรเคมี ยานยนต์ เป็นต้น
หากธุรกิจที่คุณทำอยู่มีความจำเป็นต้องใช้ก๊าซที่ใช้ในอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็นก๊าซไนโตรเจนหรือออกซิเจน สิ่งแรกที่คุณมักจะนึกถึงคือการเลือกใช้ก๊าซไนโตรเจนแบบบรรจุขวด เนื่องจากง่ายและสะดวก อย่างไรก็ตามก๊าซไนโตรเจนไม่ได้มีเฉพาะแค่แบบบรรจุขวดเท่านั้นนั้น ยังมีอีกหลากหลายแบบที่มีประสิทธิภาพมากกว่าให้คุณได้เลือกใช้งาน ซึ่งในบทความนี้เราจะพูดถึงการใช้งานระหว่างไนโตรเจนแบบบรรจุขวดที่อยู่ในรูปของเหลวและการผลิตก๊าซไนโตรเจนใช้เอง ด้วยเครื่องผลิตไนโตรเจน NGP PSA
การรับไนโตรเจนมาจากผู้ผลิต
การใช้ไนโตรเจนแบบบรรจุขวด (Bottled Nitrogen)
การใช้ไนโตรเจนแบบบรรจุขวดแบบดั้งเดิมจึงเป็นทางเลือกแรกๆ ที่ผู้คนมักจะนึกถึง คือเป็นการซื้อไนโตรเจนโดยตรงจากผู้ผลิตไนโตรเจน เพียงแค่คุณสั่งไนโตรเจนตามปริมาณที่ต้องการใช้งาน จากนั้นผู้ผลิตจะจัดส่งไนโตรเจนที่บรรจุอยู่ในขวดขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักมาก โดยก๊าซไนโตรเจนในขวดจะเป็นก๊าซไนโตรเจนหรือออกซิเจนที่ผ่านการผลิตแบบแช่แข็งอุณภูมิต่ำมากๆ (cryogenic) และเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซบรรจุอยู่ในขวดภายใต้แรงดันสูงมาก (300 บาร์) ซึ่งหมายความว่าเราสามารถเก็บก๊าซไนโตรเจนจำนวนมากไว้ในขวดขนาดเล็กได้ อย่างไรก็ตามเพื่อให้ทนต่อแรงดันสูง ตัวขวดสำหรับเก็บก๊าซไนโตรเจนจึงจะต้องมีความหนาและทนทานมาก เมื่อคุณสั่งก๊าซไนโตรเจน ทางผู้ผลิตจะจัดส่งขวดที่บรรจุก๊าซไนโตรเจนวางไว้ในชั้นวางและขนส่งไปยังปลายทางด้วยรถบรรทุก หลังจากใช้งานแล้ว เราจะต้องคืนขวดเปล่าให้กับโรงงานผู้ผลิต
ข้อดี:
|
ข้อเสีย:
|
|
· เหมาะกับการใช้งานที่มีความต้องการไนโตรเจนในปริมาณไม่มาก · พร้อมใช้งาน รองรับช่วงที่มีกำลังการใช้งานสูงสุด
· ติดตั้งง่าย
|
· ขวดที่ใช้บรรจุก๊าซมีน้ำหนักมาก เนื่องจากขวดทำจากเหล็กที่หนาและหนัก การขนส่งจึงต้องมีการระมัดระวังสูงเพื่อป้องกันอันตาราย
· ไม่สามารถใช้งานได้หมดขวด 100% เนื่องจากหากแรงดันใช้งาน (working pressure) ไม่ถึง 10 บาร์ คุณจะไม่สามารถดึงก๊าซไนโตรเจนออกมาใช้ได้ ก๊าซไนโตรเจนจะเหลืออยู่ในขวดและถูกส่งกลับไปยังบริษัทผู้ผลิตก๊าซ
· ราคาค่อนข้างสูงเนื่องจากความพยายามของ บริษัท ก๊าซในการจัดหาไนโตรเจนให้กับคุณ หลังจากสร้างก๊าซแล้วพวกเขาจะบีบอัดส่งขวดเหล็กหนักมาให้คุณและนำกลับไปเติมใหม่เมื่อไนโตรเจนเหลวหมด
· หากไม่ต้องการให้กระบวนการผลิตของคุณหยุดชะงัก คุณจำเป็นต้องติดตั้งระบบเปลี่ยนชั้นวางขวดแบบพิเศษ
· มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย (การขนส่ง, แรงดันสูง)
· ไม่เหมาะกับงานที่ต้องการใช้ก๊าซในปริมาณมาก
|
การใช้ไนโตรเจนเหลว (Liquid Bulk Nitrogen)
ตัวเลือกที่สองคือการติดตั้งถังเก็บไนโตรเจนเหลวขนาดใหญ่ไว้ที่โรงงานของคุณเองและทางบริษัทผู้ผลิตไนโตรเจนจะมาเติมให้เป็นระยะๆ โดยเราสามารถเช่าถังเก็บไนโตรเจนได้จากบริษัทผู้ผลิตก๊าซหรือจะซื้อเองก็ได้ แต่หากซื้อเองจำเป็นต้องมีคอยล์เย็นหรือเครื่องระเหย (evaporator) เพื่อทำให้ไนโตรเจนอยู่ในรูปของก๊าซได้ เมื่อคุณต้องการใช้งานคอยล์เย็นจะเปลี่ยนไนโตรเจนเหลวเป็นก๊าซไนโตรเจน เช่นเดียวกับก๊าซไนโตรเจนแบบบรรจุขวดที่ขนส่งโดยรถบรรทุกไปยังโรงงานของคุณ อย่างไรก็ตามในกรณีนี้ไนโตรเจนจะถูกขนส่งในรถบรรทุกแบบถังขนาดใหญ่ที่มีฉนวนกันความร้อน จากนั้นไนโตรเจนเหลวจะถูกสูบจากรถบรรทุกไปยังถังเก็บไนโตรเจนของคุณ
นอกจากนี้คุณยังสามารถสั่งไนโตรเจนเหลวที่บรรจุในกระป๋องขนาดเล็กได้หากมีการใช้งานไม่มาก กระป๋องขนาดเล็กเหล่านี้เรียกว่า “dewars” การผลิตไนโตรเจนเหลวก็ผลิตเช่นเดียวกับไนโตรเจนแบบบรรจุขวดที่ต้องผ่านการผลิตแบบแช่แข็งอุณภูมิต่ำมากๆ (cryogenic)
ข้อดี:
|
ข้อเสีย:
|
|
· พร้อมใช้งาน รองรับช่วงที่มีกำลังการใช้งานสูงสุด
· คุ้มกว่าเมื่อเทียบกับการใช้ก๊าซไนโตรเจนแบบบรรจุขวด
· หากความต้องการในการผลิตและปริมาณความต้องการใช้ก๊าซไนโตรเจนของคุณเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย (หากเครื่องระเหยของคุณสามารถจัดการได้โดยไม่ต้องแช่แข็ง) การปรับกำลังการผลิตนั้นทำได้ง่ายมาก
|
· ในถังเก็บไนโตรเจนมีฉนวนกันความร้อนไม่ครอบคลุม 100% ทำให้ไนโตรเจนเหลวในถังสามารถระเหยเองได้และแรงดันจะเพิ่มสูงขึ้นจนกว่าวาล์วนิรภัยจะเปิดและระบายก๊าซส่วนหนึ่งออก ทำให้เกิดการสูญเปล่าที่เรียกว่า “boil-off losses*”
· เป็นสัญญาระยะยาวกับบริษัทผู้ผลิตก๊าซ ซึ่งถือเป็นหลักปฏิบัติทั่วไป (โดยทั่วไปคือ 5-7 ปี)
· นอกจากคุณจำเป็นต้องมีถังเก็บก๊าซไนโตรเจนแล้ว คุณยังต้องมีวัสดุรองพื้นชนิดพิเศษที่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่เย็นจัดได้ หากเกิดกรณีที่มีการรั่วไหลหรือระเหย
· ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
· มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยทางสุขภาพหากต้องทำงานกับไนโตรเจนเหลว เนื่องจากไนโตรเจนเหลวมีอุณหภูมิอยู่ที่ -196 ° C ซึ่งมีความเสี่ยงต่ออาการบวมเป็นน้ำเหลืองได้
· คอยล์เย็น (evaporator) สามารถแข็งตัวได้เมื่อมีปริมาณการใช้ไนโตรเจนสูงกว่าที่กำหนดหรือเมื่อสภาพอากาศภายนอกมีอุณหภูมิเย็นจัด
|
* การระเหยทำให้เกิดสูญเสียจากการต้ม (boil-off losses) คือของเสีย เมื่อใดก็ตามที่คุณใช้ไนโตรเจนน้อยกว่าที่ถังคำนวณไว้ จะทำให้แรงดันในถังสูงขึ้นและเกิดการสูญเสียขึ้น หากไม่มีการใช้ก๊าซเลยความสูญเสียจากการต้มจะสูงถึง 1% ของปริมาตรที่เหลืออยู่ในถังต่อวัน เพื่อป้องกันการสูญเสียนี้ทำให้ต้องเติมน้ำมันให้เต็มถังเป็นประจำ (โดยปกติสัปดาห์ละครั้ง)
ติดตั้งการผลิตแบบแช่แข็งที่โรงงาน (On Site Cryo Production)
เมื่อคุณต้องการใช้ก๊าซไนโตรเจนในปริมาณมาก บริษัทผู้ผลิตก๊าซอาจจะติดตั้งแหล่งผลิตก๊าซไนโตรเจนขนาดเล็กที่โรงงานของคุณ ซึ่งเป็นเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนตัวเดียวกันกับที่บริษัทผู้ผลิตใช้ผลิตไนโตรเจนที่มีการบรรจุในขวดและรถบรรทุกแบบถัง
การผลิตก๊าซไนโตรเจนใช้เอง
ซื้อไนโตรเจนอยู่ทำไม ในเมื่อคุณสามารถผลิตขึ้นมาได้ด้วยตัวเอง การผลิตก๊าซไนโตรเจนใช้เองนั้นไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแช่แข็ง (cryogenic) เมื่อเทียบกับการรับก๊าซไนโตรเจนมาจากผู้ผลิตก่อนหน้านี้ หากคุณใช้เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนแบบเมมเบรน หรือ Pressure Swing Adsorption (PSA) จากแอตลาส คอปโก้ ที่สามารถปรับค่าความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนได้ 95% ถึง 99.999% ทำให้ตรงกับความต้องการของคุณ นอกจากนี้คุณจะไม่ต้องสัมผัสกับไนโตรเจนที่มีอุณหภูมิสูงโดยตรง เนื่องจากกระบวนการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนนี้คือต้องแยกอากาศออกเป็นส่วนๆ ซึ่ง PSA และเมมเบรนเป็นเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามทั้งคู่ต่างจำเป็นต้องใช้อากาศอัดในกระบวนการผลิตไนโตรเจน เนื่องจากเทคโนโลยีเหล่านี้แตกต่างจากการแช่แข็ง (cryogenic) อย่างมากองค์ประกอบของก๊าซที่ได้จะแตกต่างกันไปด้วย ก๊าซไนโตรเจนที่ผ่านการผลิตแบบแช่แข็งอุณภูมิต่ำมากๆ (cryogenic) จะมีระดับความบริสุทธิ์คงที่สูงมาก ระดับความบริสุทธิ์ (purity) ของไนโตรเจนที่ได้จากเครื่องผลิตไนโตรเจนแบบที่มีจำหน่ายทั่วไปสามารถปรับค่าความบริสุทธิ์ให้ตรงกับความต้องการของคุณได้ แต่ค่าความบริสุทธิ์ที่ได้จะอยู่ระดับเดียวกับการผลิตแบบแช่แข็งอุณภูมิต่ำมากๆ (cryogenic) ไนโตรเจนที่ได้จึงค่อนข้างจะไม่มีประสิทธิภาพ หากคุณต้องการค่าความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้น ทำให้ต้องใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนค่าไฟฟ้าที่ใช้ในการรันเครื่องสูงขึ้นตามไปด้วย
ข้อดี:
|
ข้อเสีย:
|
|
· การสร้างไนโตรเจนใช้เองนั้นเป็นการควบคุมเรื่องต้นทุนค่าใช้จ่าย เนื่องจากมีต้นทุนโดยรวมต่ำที่สุด
· สามารถกำหนดค่าความบริสุทธิ์ได้ตามความต้องการ
· หมดปัญหาด้านค่าขนส่ง
· สามารถควบคุมค่าใช้จ่ายในการผลิตก๊าซได้ · ปลอดภัย เนื่องจากเป็นอุณหภูมิห้องไม่ต่ำเกินไปหรือใช้แรงดันสูงเกินไป
· ไม่มีสูญเสียก๊าซจากการระเหย หรือ boil-off losses
· เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
|
· ต้องใช้มาตรพิเศษเพื่อรองรับช่วงที่มีกำลังการใช้งานสูงสุด (เช่น ถังบัฟเฟอร์ ถังบัฟเฟอร์แรงดันสูงหรือถังบัฟเฟอร์สำหรับบรรจุก๊าซเหลว)
· หากปริมาณการใช้ก๊าซเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยซึ่งสูงกว่าความจุที่กำหนดจากการติดตั้งจะส่งผลกระทบมากกว่าเมื่อเทียบกับไนโตรเจนเหลวหรือแบบบรรจุขวด
· หากส่วนประกอบต่างๆ ในระบบมีการติดตั้งจากแหล่งผลิตที่แตกต่างกันอาจทำให้ยากต่อการสื่อสาร หากมีการซ่อมบำรุงรักษา
|
อย่างไรก็ตามการเลือกใช้ไนโตรเจนแต่ละแบบก็ขึ้นอยู่กับการใช้งานของลูกค้า หากคุณสนใจติดตั้งเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนแบบ NGP+ พร้อม PSA สามารถปรึกษาผู้เชี่ยวชาญของแอตลาส คอปโก้ได้ที่ Official Line@: atlascopcothailand
Nitrogen generation systems ระบบอากาศอัดสำหรับอุตสาหกรรม 2020 Oil-free Air ระบบการผลิตก๊าซออกซิเจนและก๊าซไนโตรเจน ระบบการผลิตก๊าซไนโตรเจน 2020
