ความบริสุทธิ์ของก๊าซไนโตรเจนและก๊าซออกซิเจนส่งผลต่อต้นทุนอย่างไร

ก่อนที่เราจะสํารวจว่าระดับความบริสุทธิ์ของก๊าซไนโตรเจน (N₂) และออกซิเจน (O₂) ส่งผลต่อต้นทุนอย่างไร สิ่งสําคัญคือต้องชี้แจงความเข้าใจผิดที่พบบ่อย: ความบริสุทธิ์ของก๊าซและคุณภาพของก๊าซไม่เหมือนกัน 

• ความบริสุทธิ์ของก๊าซหมายถึงความเข้มข้นของก๊าซหลัก (เช่น ก๊าซไนโตรเจนที่ความบริสุทธิ์ 95% มีออกซิเจน 5%) 
• คุณภาพของก๊าซหมายถึงการปนเปื้อน เช่น ความชื้นหรือไฮโดรคาร์บอน

การจัดการระดับความบริสุทธิ์ของก๊าซไนโตรเจนและออกซิเจนส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนก๊าซและช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถปรับค่าใช้จ่ายให้เหมาะสมที่สุดได้ ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้นมีต้นทุนการผลิตสูงขึ้น เนื่องจากต้องใช้อากาศอัดมากขึ้น พลังงานมากขึ้น และอุปกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น ด้วยการปรับความบริสุทธิ์ให้เหมาะกับความต้องการใช้งานจริง คุณสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในการลงทุน การบํารุงรักษา และต้นทุนการดําเนินงานได้อย่างมาก

มีสองวิธีหลักในการจัดหาก๊าซไนโตรเจนและก๊าซออกซิเจนในอุตสาหกรรม:

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่แตกต่างกันในการได้รับก๊าซไนโตรเจน

มีเทคโนโลยีทั่วไปสองอย่างสําหรับการผลิตก๊าซไนโตรเจนและออกซิเจนในสถานที่ปฏิบัติงาน:

• การดูดซับแบบสวิงแรงดัน (PSA): อากาศอัดจะไหลผ่านตะแกรงโมเลกุลเพื่อผลิตก๊าซไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 99.999% และออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 95%

• เทคโนโลยีเมมเบรน: อากาศอัดจะถูกกรองผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้ ทําให้เกิดก๊าซไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ระหว่าง 95% และ 99.5%

แม้ว่าความแตกต่างระหว่างความบริสุทธิ์ 99.9% และ 99.999% อาจดูเหมือนเล็กน้อย แต่ก็มีผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุน

การสิ้นเปลืองพลังงานและการปรับขนาดอุปกรณ์

การผลิตก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้นต้องการกระบวนการที่ใช้พลังงานมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การสร้างก๊าซไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ 95% ผ่านเทคโนโลยีเมมเบรนอาจใช้อากาศ 2 SCFM ต่อ 1 SCFM ก๊าซไนโตรเจน ในขณะที่การบรรลุความบริสุทธิ์ 99.999% ด้วย PSA อาจต้องใช้อากาศสูงสุด 12 SCFM ต่อ 1 SCFM ก๊าซไนโตรเจน ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นยังต้องการเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมขนาดใหญ่ขึ้นและอุปกรณ์ขั้นสูงมากขึ้นอีกด้วย

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนก๊าซ คุณสามารถทําการวิเคราะห์ต้นทุนและประโยชน์โดยพิจารณาถึง:

• ข้อกําหนดด้านความบริสุทธิ์ขั้นต่ำของการใช้งานของคุณ
• ต้นทุนการลงทุนและการดําเนินงานสําหรับระดับความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน
• โอกาสในการประหยัดจากการใช้ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าโดยไม่ลดทอนคุณภาพ
• การใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายในการบํารุงรักษา

การวิเคราะห์นี้ช่วยระบุสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความบริสุทธิ์และต้นทุนสําหรับความต้องการเฉพาะ

สําหรับบริษัทที่ซื้อก๊าซไนโตรเจนหรือออกซิเจน ค่าใช้จ่ายของก๊าซจะถูกกําหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

• ค่าใช้จ่ายในการลงทุน: โครงสร้างพื้นฐานสําหรับการจัดเก็บที่ปลอดภัย เช่น พื้นที่ถังที่ปลอดภัย หรือฐานคอนกรีตสําหรับถังปริมาณมาก รวมถึงการปฏิบัติตามกฎข้อบังคับด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย

• ราคาต่อหน่วย: ราคาที่คุณจ่ายสําหรับก๊าซแต่ละลูกบาศก์เมตร

• ค่าใช้จ่ายในการดําเนินงาน: ค่าใช้จ่าย เช่น การเช่าถังหรือถังน้ำมัน ค่าขนส่ง และภาษีสิ่งแวดล้อม

• ต้นทุนการลงทุน: การซื้อเครื่องผลิตก๊าซ เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม อุปกรณ์บําบัดอากาศ และถังจัดเก็บ

• ค่าใช้จ่ายในการดําเนินงาน: ไฟฟ้าสําหรับการทํางานของเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมและการบํารุงรักษาตามปกติ

ประเด็นสําคัญ

ก๊าซที่ซื้อมักจะได้รับการจัดส่งที่ความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษเนื่องจากวิธีการผลิตแบบเย็น ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้จํานวนมากจ่ายค่าความบริสุทธิ์มากกว่าที่พวกเขาต้องการ โดยไม่มีทางเลือกในการปรับค่าใช้จ่าย เครื่องผลิตก๊าซในสถานที่ปฏิบัติงานช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้โดยการทําให้คุณจับคู่ความบริสุทธิ์ที่เหมาะกับการใช้งานได้อย่างแท้จริง

เรามาดูการใช้งานก๊าซไนโตรเจนสองแบบเพื่อแสดงให้เห็นว่าความบริสุทธิ์ส่งผลกระทบต่อต้นทุนในการสร้างก๊าซของคุณเองได้อย่างไร ในตัวอย่าง การบัดกรีแบบคลื่นและบรรจุภัณฑ์กาแฟทั้งคู่ต้องการการไหลของก๊าซไนโตรเจนที่ 50 Nm³/h อย่างไรก็ตาม การบัดกรีแบบคลื่นต้องการความบริสุทธิ์ที่ 99.999% ในขณะที่บรรจุภัณฑ์กาแฟต้องการความบริสุทธิ์ปานกลางที่ 99.9%

ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิตก๊าซแตกต่างกัน 37% การประหยัดนี้เกิดขึ้นได้โดยการจับคู่ความบริสุทธิ์ของก๊าซไนโตรเจนสําหรับบรรจุภัณฑ์กาแฟกับความต้องการที่แท้จริง ซึ่งสูงกว่าข้อกําหนดมาตรฐานอาหารที่สําคัญมาก แทนที่จะเลือกระดับความบริสุทธิ์สูงสุด

ประการแรก การไม่ระบุความบริสุทธิ์มากเกินไปส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนการลงทุน เนื่องจากบริษัทต่างๆ สามารถตอบสนองความต้องการของตนได้ด้วยเครื่องกําเนิดรังสีขนาดเล็กและเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมขนาดเล็ก ในทางกลับกัน ระบบขนาดเล็กนี้มาพร้อมกับต้นทุนการบํารุงรักษาที่ต่ำลง นอกจากนี้ยังต้องใช้อากาศอัดน้อยลงเพื่อผลิตก๊าซ 1 หน่วย ซึ่งหมายถึงต้นทุนด้านพลังงานที่ลดลง

การเลือกระดับความบริสุทธิ์ที่เหมาะสมหมายถึง:

• การลงทุนที่ต่ำกว่า: เครื่องกําเนิดไฟฟ้าและเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมที่มีขนาดเล็กกว่ามีต้นทุนต่ำกว่า
• การบํารุงรักษาที่ลดลง: ระบบขนาดเล็กต้องการการบํารุงรักษาน้อยลง
• การประหยัดพลังงาน: ใช้อากาศอัดน้อยลงต่อหน่วยก๊าซ ลดค่าไฟฟ้าและคาร์บอนฟุตพรินต์