Как чистота азота или кислорода влияет на их стоимость
Перед изучением влияния чистоты газа, такого как азот (N2) или кислород (O2), на его стоимость, важно сначала устранить распространенное заблуждение, состоящее в том, что чистота газа и качество газа представляют собой один и тот же параметр. Это не так. Чистота газа относится только к его концентрации, например, азот с чистотой 95 % содержит остаточный кислород в количестве 5 %. Качество газа означает дополнительное присутствие загрязняющих веществ. Все сведения о чистоте (и качестве) газа можно найти в этой статье.
Существует два основных способа получения промышленного газа, будь то азот или кислород: предприятия могут покупать его или производить самостоятельно с помощью азотной/кислородной системы. Купленный газ всегда имеет очень высокую степень чистоты. Однако если газ производится самостоятельно, степень его чистоты можно свободно регулировать.
Стоимость покупаемого газа
Для компаний, покупающих азот или кислород, стоимость газа определяется тремя основными факторами:
- Инвестиционные расходы: как сжиженный газ, так и баллоны требуют инвестиций в логистику. Также для газовых баллонов требуется безопасное место для хранения и установки, они должны соответствовать местным нормам пожарной безопасности. Кроме этого, резервуар для хранения сжиженного газа должен иметь бетонный фундамент с ограждением.
- Цена за единицу объема газа: конечно, пользователи должны оплатить приобретаемый газ.
- Эксплуатационные расходы: прочие эксплуатационные расходы могут включать в себя аренду баллонов или резервуаров, расходы на доставку и налоги на охрану окружающей среды.
Обратите внимание, что чистота газа не указана в приведенном выше списке. Это связано с тем, что низкотемпературное производство азота и кислорода практически не предоставляет возможности для обеспечения гибкости по чистоте. Покупаемый газ всегда имеет очень высокую степень чистоты, независимо от того, требуется она или нет. Это означает, что большая часть пользователей получает степень чистоты (и затрачивает на нее избыточные средства), которая не требуется для их сфер применения. Другими словами, у них нет возможности снизить стоимость газа, подбирая его чистоту в зависимости от потребностей.
Стоимость самостоятельного производства азота и кислорода
В большинстве газовых генераторов, размещаемых на месте эксплуатации, используется одна из двух технологий, краткие сведения о которых приведены ниже, но более подробное описание содержится в следующих статьях о короткоцикловой адсорбции (КЦА) и мембранной технологии.
- Сепарация воздуха методом адсорбции: осуществляется с помощью подачи сжатого воздуха через молекулярные сита; обеспечивается чистота азота до 99,999 %, чистота кислорода — до 95 %.
- Сепарация воздуха с помощью мембранной технологии: осуществляется в помощью подачи сжатого воздуха через полупроницаемые мембраны; возможно получение азота чистотой от 95 % до 99,5 %.
Несмотря на то, что разница между чистотой, например, 99,9 % и 99,999 % может показаться незначительной, разница в стоимости довольно велика. Давайте разберемся в этой формуле...
Стоимость генераторов, применяемых на месте эксплуатации, зависит от двух факторов:
- Инвестиционные расходы: пользователи должны приобрести газогенератор и компрессор для подачи воздуха в генератор. Установка для подачи сжатого воздуха должна включать в себя необходимое оборудование для очистки воздуха и резервуары для хранения.
- Эксплуатационные расходы: эти расходы состоят из электроэнергии, необходимой для работы компрессора и обслуживания всей установки.
Соответствие чистоты газа техническим характеристикам оборудования позволяет компаниям, самостоятельно производящим газ, улучшить свои финансовые показатели двумя способами:
- Они могут снизить инвестиционные расходы, купив генератор и компрессор меньшего размера.
- В результате они также снизят эксплуатационные расходы, так как компрессор меньшего размера потребляет меньше энергии, что также приводит к снижению выбросов углекислого газа.
Как чистота влияет на стоимость газа: сравнение
Рассмотрим два вида применения азота, чтобы показать, как чистота влияет на стоимость собственного производства газа. В нашем примере для автоматической низкотемпературной волновой пайки и упаковки кофе требуется поток азота 50 Нм³/ч. Однако для автоматической низкотемпературной волновой пайки требуется чистота 99,999%; к упаковке кофе применяются более умеренные требования — 99,9%.
Используя стандартные значения, получаем затраты на установку в течение 7 лет:
- Пайка с чистотой 99,999 %: 30 инвестиции + 50 электроэнергия + 20 техническое обслуживание = 100
- Упаковка кофе с чистотой 99,9%: 18 инвестиции + 30 электроэнергия + 15 техническое обслуживание = 63
Разница в затратах на производство газа составляет почти 40 %! Это достигается путем обеспечения соответствия чистоты азота для упаковки кофе фактическим потребностям (уровень, значительно превышающий основные требования к пищевым стандартам), а не достижения максимальной чистоты.
Инвестиции
Техническое обслуживание
Электричество
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.
Платите только за то, что вам требуется
Подавляющее большинство профессиональных азотных и кислородных систем не требуют использования газа с крайне высокой чистотой (т. е. чистотой, свойственной покупаемому газу), что позволяет предприятиям существенно экономить. Причина состоит в том, что подбор чистоты газа под ваши потребности всегда является оптимальным и наиболее эффективным решением.
