Azot veya oksijenin saflığı, bu maddelerin maliyetlerini nasıl etkiler?
Azot (N2) veya oksijen (O2) gibi gazların saflığının gazın maliyeti üzerindeki etkisini incelemeden önce yaygın bir yanlış algının giderilmesi önemlidir; bu algı, gaz saflığı ve gaz kalitesinin aynı şeyler olduğudur. Bu iki ifade aynı anlama gelmez. Bir gazın saflığı yalnızca konsantrasyonunu ifade eder, örneğin %95 saflığa sahip azot %5 artık oksijen içerir. Gaz kalitesiyse gaz içindeki kirleticilerin varlığını ifade eder. Bu makalede gaz saflığı (ve kalitesi) hakkında ayrıntılı bilgileri ele alacağız.
İster azot ister oksijen olsun, endüstriyel gaz edinmenin bağımsız olarak iki temel yöntemi vardır: Şirketler gazı satın alabilir veya kompresör ve gaz jeneratörü kullanarak kendi gazlarını üretebilirler. Satın alınan gaz her zaman çok yüksek saflıkta olur. Bununla birlikte, kendi gazınızı üretiyorsanız gazın saflığını dilediğiniz gibi seçebilirsiniz.
Satın alınan gazın maliyeti
Azot veya oksijen satın alan şirketler için gaz maliyeti üç ana faktörle belirlenir:
- Yatırım maliyetleri: Hem sıvı gaz hem de basınçlı tüpler için lojistik alanına yatırım yapılması gerekir. Örneğin, gaz tüplerinin depolama ve kurulum için güvenli bir alana sahip olmaları ve yerel yangın güvenlik düzenlemelerine uygun olmaları gerekir. Diğer yandan dökme sıvı depolanması için çitle çevrili beton bir temel gerekir.
- Birim gaz fiyatı: Elbette kullanıcıların satın aldıkları gaz için ödeme yapması gerekir.
- İşletme maliyetleri: Diğer işletme maliyetleri arasında tüp veya dökme sıvı tankı kiralama, teslimat ücretleri ve çevre vergileri yer alabilir.
Gaz saflığının yukarıdaki listede yer almadığına dikkat edin. Bunun nedeni azot ve oksijenin kriyojenik üretiminin saflık açısından esnekliğinin çok az olması veya hiç olmamasıdır. Satın alınan gaz, uygulama gerektirse de gerektirmese de her zaman çok yüksek saflıkta olur. Bu, kullanıcıların büyük bir bölümünün, uygulamaları açısından hiçbir faydası olmayan bir saflık düzeyine sahip olmaları (ve bunun için daha fazla harcama yapmaları) anlamına gelir. En azından, saflığı ihtiyaçlarına göre uyarlayarak gaz maliyetlerini azaltma seçeneğine sahip değillerdir.
Yerinde azot ve oksijen üretiminin maliyeti
Yerinde üretim yapan çoğu gaz jeneratörü PSA ve membran teknolojisiyle aşağıdaki makalelerde daha detaylı açıklanan iki teknolojiden birini kullanır.
- Basınçlı Salınımlı Soğurmayla hava ayrıştırma: Moleküler eleklerden oluşan bir yataktan basınçlı hava akıtarak, %99,999'a kadar azot saflıkları ve %95'e kadar oksijen saflıkları elde edilebilir.
- Membran teknolojisiyle hava ayrıştırma: Yarı geçirgen membranlar üzerinden basınçlı hava geçirildiğinde %95 ile %99,5 arasında azot saflıkları elde edilebilir.
Örneğin %99,9 ve %99,999 saflık arasında büyük bir adım gibi görünmese de maliyetler açısından fark oldukça büyüktür. Şimdi gelin bu denklemi detaylandıralım…
Yerinde gaz üreten jeneratörlerin maliyetini iki faktör oluşturur:
- Yatırım maliyetleri: Kullanıcılar jeneratöre besleme havası sağlamak için bir gaz jeneratörünün yanı sıra bir kompresör de satın almalıdır. Basınçlı hava kurulumu, gerekli hava şartlandırma ekipmanı ve depolama tanklarını içermelidir.
- İşletme maliyetleri: Bu maliyetler, kompresörün çalıştırılması için gerekli olan elektrik ve tüm ekipmanların bakım masraflarından meydana gelir.
Gaz saflığını uygulamanın gerektirdiği teknik özelliklerle eşleştirerek kendi gazlarını yerinde üreten şirketler, kârlılıklarını iki şekilde geliştirebilir:
- Daha küçük bir jeneratör ve kompresör satın alarak yatırım maliyetlerini düşürebilirler.
- Sonuç olarak, daha küçük bir kompresörün kullanılması daha az enerji tükettiğinden ve karbon ayak izinin daha az olmasını sağladığından işletme maliyetlerini de azaltırlar.
Saflığın gaz maliyetini nasıl etkilediğine ilişkin bir karşılaştırma
Saflığın kendi gazınızı üretmenin maliyetini nasıl etkilediğini göstermek için iki azot uygulamasına bakalım. Örneğimizde, dalga lehimleme ve kahve paketleme için 50 Nm³/sa azot akışı gerekir. Ancak, dalga lehimleme %99,999 saflık gerektirirken kahve ambalajları %99,9 oranında daha düşük bir saflık gerektirir.
Genel değerler kullanıldığında her iki kurulumun da 7 yıllık bir süre boyunca maliyeti şu şekildedir:
- %99,999 saflıkta lehimleme: 30 yatırım + 50 elektrik + 20 bakım = 100
- %99,9 saflıkta kahve paketleme: 18 yatırım + 30 elektrik + 15 bakım = 63
Bu, gaz üretimi maliyetlerinde yaklaşık %40 oranında bir farktır! Bu, maksimum saflık yerine, kahve ambalajının azot saflığını gerçekten ihtiyaç olan saflıkla (başlıca gıda standardı gereksinimlerinin çok üzerinde bir seviye) eşleştirerek elde edilir.
Yatırım
Bakım
Elektrik
Öncelikle, şirketler ihtiyaçlarını daha küçük bir jeneratör ve daha küçük bir hava kompresörü ile karşılayabildiklerinden, saflığın gerektiğinden yüksek olmaması yatırım maliyetleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Dolayısıyla bu daha küçük sistemin bakım maliyetleri de daha düşüktür. Ayrıca bu sistem 1 birim gaz üretmek için daha az basınçlı havaya ihtiyaç duyar, bu da daha düşük enerji maliyeti anlamına gelir.
Doğru sonuçlar elde etmek önemlidir
Gaz saflığı sorununun sizi de etkilemesi muhtemeldir. Profesyonel azot ve oksijen uygulamalarının büyük çoğunluğu aşırı yüksek saflıkta (yani, satın alınan gazın sunduğu saflıkta) gaz gerektirmez ve bu da bunu işletmelerin önemli ölçüde tasarruf sağlayabileceği bir alan haline getirir. Çünkü gaz saflığını ihtiyaçlarınıza göre şekillendirmek her zaman en iyi ve en verimli çözümdür.
