Como a pureza do nitrogênio ou do oxigênio afeta seus custos
Antes de examinar o impacto que a pureza de um gás, como o nitrogênio (N2) ou o oxigênio (O2), tem sobre seu custo, é importante primeiro esclarecer um equívoco comum, que a pureza do gás e a qualidade do gás são a mesma coisa. Não são. A pureza de um gás refere-se apenas à sua concentração, por exemplo, nitrogênio com uma pureza de 95% contém um oxigênio residual de 5%. A qualidade do gás refere-se à presença adicional de contaminantes. Você pode ler tudo sobre pureza do gás (e qualidade) neste artigo.
Existem duas maneiras principais de obter um gás industrial, independentemente de ser nitrogênio ou oxigênio: as empresas podem comprá-lo ou fazer o seu próprio usando um compressor e um gerador de gás. O gás comprado é sempre de altíssima pureza. No entanto, se o gás for autogerado, sua pureza pode ser escolhida livremente.
O custo do gás comprado
Para empresas que compram nitrogênio ou oxigênio, o custo do gás é determinado por três fatores principais:
- Custos de investimento: tanto o gás líquido quanto os cilindros exigem investimentos em logística. Por exemplo, os cilindros de gás devem ter um espaço seguro para armazenamento e instalação, e devem estar em conformidade com os regulamentos locais de segurança contra incêndio. Por outro lado, o armazenamento a granel líquido precisa de uma base de concreto com cercamento.
- Preço por unidade de gás: é claro que os usuários devem pagar pelo gás que compram.
- Custos operacionais: outros custos operacionais podem incluir a locação de cilindros ou tanques a granel, taxas de entrega e impostos ambientais.
Observe que a pureza do gás não é mencionada na lista acima. Isso ocorre porque a produção criogênica de nitrogênio e oxigênio deixa pouco ou nenhum espaço para flexibilidade na pureza. O gás adquirido é sempre de altíssima pureza, quer seja ou não uma aplicação que o exija. Isso significa que uma grande parte de usuários obtém (e gasta demais) um nível de pureza para o qual sua aplicação não tem uso. No mínimo, eles não têm a opção de reduzir o custo do gás, adaptando a pureza às suas necessidades.
O custo da geração de nitrogênio e oxigênio no local
A maioria dos geradores de gás no local usa uma das duas tecnologias, que são resumidas abaixo, mas são descritas com mais detalhes nestes artigos sobre PSA e tecnologia de membrana.
- Separação de ar através de adsorção por variação de pressão: ao passar ar comprimido através de um leito de peneiras moleculares, podem ser obtidas purezas de nitrogênio de até 99,999% e purezas de oxigênio de até 95%.
- Separação de ar através de tecnologia de membrana: ao passar ar comprimido através de membranas semipermeáveis, podem ser geradas purezas de nitrogênio entre 95% e 99,5%.
Embora possa não parecer um grande passo entre, por exemplo, 99,9% e 99,999% de pureza, a diferença é muito grande em relação aos custos. Vamos dividir essa equação...
Dois fatores compõem o custo dos geradores no local:
- Custos de investimento: os usuários devem comprar um gerador de gás, bem como um compressor para fornecer o gerador com ar de alimentação. A instalação de ar comprimido deve incluir os equipamentos de tratamento de ar e os tanques de armazenamento necessário.
- Custos operacionais: esses custos consistem na eletricidade necessária para operar o compressor e manter toda a instalação.
Ao combinar a pureza do gás com as especificações de uma aplicação, as empresas que geram seu próprio gás no local podem melhorar seus resultados de duas maneiras:
- Eles podem reduzir seus custos de investimento comprando um gerador e um compressor menores.
- Como resultado, também reduzirão seus custos operacionais, porque usar um compressor menor usa menos energia, o que também leva a uma menor pegada de carbono.
Como a pureza afeta o custo do gás: uma comparação
Vejamos duas aplicações de nitrogênio para ilustrar como a pureza afeta o custo de geração de seu próprio gás. Em nosso exemplo, a soldagem por onda e a embalagem de café precisam de um fluxo de nitrogênio de 50 Nm³/h. No entanto, a soldagem por onda requer uma pureza de 99,999%; já a embalagem de café é mais moderada e requer uma pureza de 99,9%.
Usando valores genéricos, este é o custo de ambas as instalações em um período de 7 anos:
- Soldagem com pureza de 99,999%: 30 de investimento, 50 de eletricidade e 20 de manutenção = 100
- Embalagem de café com pureza de 99,9%: 18 de investimento, 30 de eletricidade e 15 de manutenção = 63
Essa é uma diferença nos custos de geração de gás de quase 40%! Isso é alcançado inteiramente combinando a pureza do nitrogênio para as embalagens de café com o que realmente precisa (um nível bem acima dos principais requisitos do padrão alimentício), em vez de obter a pureza máxima.
Investimento
Manutenção
Eletricidade
Em primeiro lugar, não especificar em excesso a pureza tem um efeito enorme nos custos de investimento, pois as empresas podem atender às suas necessidades com um gerador menor e um compressor de ar menor. Por sua vez, esse sistema menor vem com custos de manutenção mais baixos. Ele também precisa de menos ar comprimido para produzir 1 unidade de gás, o que significa menores custos de energia.
Vale a pena acertar
A questão da pureza do gás provavelmente também afeta você. A grande maioria das aplicações profissionais de nitrogênio e oxigênio não requer gás com pureza extrema (ou seja, o tipo de pureza oferecido pelo gás comprado), o que faz com que essa seja uma área na qual as empresas possam obter economias substanciais. Porque adaptar a pureza do gás às suas necessidades é sempre a solução ideal e mais eficiente.
