大気中の空気から90%濃度の酸素ガスを製造。小流量は圧縮機(PSA方式)、大流量はブロワと真空ポンプ(PVSA方式)を使用。90%以上が必要な時は深冷装置で、~99.8%純度、300Nm3/Hr~の酸素の製造が可能。詳細はお問い合わせ下さい。Adsorption方式(筐体内に機器類設置)の型式別酸素ガス発生量他を紹介。Adsorption方式(機器類個別据付要)の型式別酸素ガス発生量他を紹介。(以下は説明用の参考情報で、予告なく変更する場合があります。最新情報はお問合せ下さい。詳細は用途例を参照下さい。詳細は、技術データページの防爆欄を参照下さい。窒素ガスは色んな分野で防爆、可燃性ガスのパージ等のために使用されており、一般的には純度が95%以上のものが多く使用されています。可燃性ガスを置換する際に必要な窒素N2ガスの必要量は、目標酸素O2濃度と使用窒素N2ガスの純度により異なります。詳細は、窒素ガス置換・充填を参照下さい。窒素ガスは、無味無臭で水への溶解が殆ど無い不活性ガスです。この性質を利用し、色んな分野で酸化防止のために使用されています。用として広く利用されています。静菌(菌の発生を抑制)作用はないため、カビの発育防止のため、包装用置換ガスとしては、一般的に純度が99.5%程度のものが使用されています。窒素ガスの水への溶解度を別ページに示します。ために必要な窒素N2ガスの必要量は、目標酸素O2濃度と使用窒素N2ガスの純度により異なります。詳細は、窒素ガス置換・充填を参照下さい。上右図に示すような食品・御菓子類のガス置換・充填包装などのように、一般に密封容器内の酸素濃度を0.5~1.0%にする場合、空気中に約21%含まれている酸素O2ガスを、或いは、可燃性ガス(”防爆:爆発防止用窒素ガスについて”を参照)を置換する際に必要な窒素N2ガスの必要量は、目標酸素O2濃度と使用窒素N2ガスの純度により異なります。詳細は、窒素ガス置換・充填を参照下さい。酸素濃度計(センサー)で測定した酸素濃度を引き算したものを通常N2ガス純度と呼んでいます(カタログ等に記載)。空気中から酸素を除去した残りの純度を示しているため、空気中の不活性ガスであるアルゴン(Ar)など稀少ガスが含まれます。右図は、PSA装置で窒素ガスを製造した時のN2ガス中の不純物濃度の分析例です。Ar、He(ヘリウム)、Ne(ネオン)、H2(水素)、CH4(メタン)は原料空気中の濃度と余り変りませんが、CO2(二酸化炭素)、CO(一酸化炭素)は、減少します。その純度により、一般的に下表のようになります。露点が分かると、その窒素ガス中に含まれている水分含有量/濃度が計算できます。ppm)と水蒸気圧(mmHg)を示します。1.01(装置により露点は異なります)膜式窒素ガス発生装置で作られるN2ガスの露点を右図に示します。水は膜モジュールでの透過速度が速いため排気側から排出され露点が低くなります。湿度:空気中の水分量を参照下さい。Nm3/kmolで計算できます。Sm3とは、35°C、1atm基準の商取引上用いられるガスの容積単位です。各種ガスの使用単位毎の換算係数を技術データに示します。瞬間的に多くのN2ガスを使うが平均的には少ない、或いは、波状のような使用方法の場合は、バッファータンク(ガスホルダー)の設置を推奨しています。上右図のようなN2ガスの使用パターンの場合は、3m3のタンクを設置し、上右図ピンク線のようにタンク内の圧力を変動させる事により間欠使用時の瞬間的な流量を吸収すると共に、N2ガス発生装置の流量を少なくする事が可能です。この場合の装置構成例を上左図に示します。9】ガス発生装置を使用すると、スイッチを入れるだけで窒素ガス、酸素ガス、水素ガスなどが直ぐに供給可能です。ボンベ管理や交換の手間が省けるだけでなく、大きなコストダウンに繋がります。m3、0.15m3です。詳細は、窒素ガス/供給形態を参照下さい。空重量は約53kgで、窒素ガスを7m3充填すると約62kgになり、かなり重いため、取り扱いには注意が必要です。78%含まれています。酸素は21%含まれています。因みに、作業雰囲気などで、酸素濃度が18%以下になると頭痛などの症状が現れますので注意が必要です。空気中の主要なガス成分の詳細は、こちらの大気の主要構成成分を参照下さい。標準大気の表2に海面近くの清浄な乾燥空気の組成が示されており、それによると、二酸化炭素よりも低濃度の微量ガス成分は右図のような成分、割合で存在している記載されています。高度90~95kmまでの乾燥した清浄な空気の組成は、実質上一定と記載されていますが、時刻又は場所によって大きく変動することがあるとも記載されています。純度は、PSAの場合、最大93%、通常は90%が一般的です。酸素以外の不純物は、酸素ガス発生装置のページを参照下さい。空気にPSA等で製造した酸素を添加し、空気中の酸素濃度を21%以上にした支燃性ガスを用いて燃焼効率を高める酸素富化燃焼は、空気燃焼と比べて高い火炎温度が得られるとともに、支燃性ガス中の窒素分を低減する事が出来るため、排ガスとして持ち去られるエネルギーを低減することができます。アプリケーションへの応用が検討されています。特徴は、酸素ガス発生装置/使用例:酸素富化燃焼を参照下さい。酸素原子は2個で1個の酸素分子を形成し、16個の電子の内、スピンが打ち消されないもの(不対電子)が2p起動に2個残ります。それが磁性の元になり、液体酸素は常磁性体で、磁石で液体酸素を動かすことができます。電子は光エネルギーで、エネルギーの高い状態(励起状態)に上がることができます。液体酸素は、可視光の赤色に相当する光(630nm)が励起するエネルギーであり、不対電子の一つがスピンの向きを変え、もう一つの不対電子と対を作り、互いのスピンを打ち消し合いスピン量子数は0になります。可視光から赤色が吸収された結果、薄い水色に色づいて見えます。気体酸素は無色透明です。二酸化炭素CO2ガスやアルゴンArガスの回収にも、PSAが利用されます。天然ガスなどから水素を製造する際にも、PSAが利用されます。式、深冷式から最適な方法を選択します。三方式の違いはガス発生装置ページに記載していますので、御参照下さい。UPのページも御参照下さい。右表のように大別することができます。本WEBサイトに主要な型式を掲載しています。これらの型式以外も取り扱っていますので、詳細はお問合せください。詳細は、窒素ガス発生装置の型式選定を参照ください。各工程を下右図に示す時間例(N2ガス生成例)を繰り返す事によって高濃度の窒素ガス、或いは、酸素ガスを分離・生成します。各工程の動作をPSA式酸素ガス発生装置を例に他ページに示しますが、左図➂塔均圧では、吸着塔Aと吸着塔B間の弁(⬆)以外は全て閉じ、空気供給も吸着塔からの製品排出も行われない工程(右図破線:均圧降圧工程)が存在します。窒素)流量も大きく変動しますが、供給空気は圧縮機に十分余裕も持たせたり、空気タンクを設置し、製品酸素はPSA装置内にバッファ槽を設置し、各工程の流量を安定化します。排ガスは均圧降圧工程の後の降圧再生工程で装置外の大気中にサイレンサー経由で急減圧され放出されます。工場空気等の圧縮された空気がある場合には、PSA式、膜式の場合は、ほとんどランニングコストはかかりません。圧縮空気がない場合には、圧縮機、ドライヤを設置する必要があり、その電気代がランニングコストになります。膜式はヒータを内蔵しており、その電気代を加える必要があります。定期的な保守費用が別途必要です(Ae5を参照)。●電気代が15円/kWhとした場合の試算例は、以下の通りです。交換を推奨しています。駆動部等がありませんので、通常点検のみです。使用時間が長い場合は、酸素センサー他の交換を推奨しています。詳細は、提出します取扱説明書を参照下さい。8】(1)原料空気について各方式ともコンプレッサ(圧縮空気)を使用します。コンプレッサから供給される原料空気量、圧力などが低下すると発生能力が低下します。原料空気に油分などの不純物が混入すると吸着剤・膜が劣化し、発生能力の低下を招きます。このため、コンプレッサ、原料空気のラインフィルタはメーカ推奨に従った適正な維持・管理方法を行うことが重要です。PSA装置は、複数の吸着塔を切替え、圧力スイングするため、切換え時などの必要空気量は時間と共に変動します。このため、ロード/アンロードするコンプレッサの場合は、容量調整周期(アンロード運転から次のアンロード運転迄に要する時間)が少なくとも確保できる容量の空気槽をコンプレッサの出口に設置する必要がある場合があります。詳細は、お問い合わせ下さい。(2)製品ガス使用量について製品N2ガスの使用量と、その酸素濃度はトレードオフの関係にあります。使用流量を増やせば、製品ガスの酸素濃度は増大し、純度低下を招きます。仕様以上の製品ガスを使用する場合には注意が必要です。逆に、使用流量を減らせば純度を向上できる場合がありますが、純度により酸素センサーが異なりますので、センサーの測定範囲・精度を確認する必要があります。大気空気から窒素ガスをPSA、膜で製造する場合のPSA装置、膜装置から排出される排ガス中の酸素濃度は、右図の排ガス中酸素濃度で示すように20〜30%程度となります。このため、酸素も必要な場合に、窒素ガス発生装置の排ガスを使用しても効果は一般的にはほとんど期待できません。窒素純度が高くなるほど、洗浄などで利用する窒素ガス量が増えるため、窒素回収率が悪くなり、排ガス中の酸素濃度は、大気成分に近づきます。酸素PSAの場合の排ガス中の濃度はこちらに示します。窒素ガス発生装置の純度は、N2(窒素)+Ar(アルゴン)の容積濃度値で、製品N2ガス中の残存酸素濃度で換算・表示されます。純度により酸素濃度計の仕様が右表のように異なります。99.999%(O2:10ppm以下)となります。F.S.(25°C)酸素濃度の測定には、ジルコニア限界電流式センサーを使用します。良好な酸素イオン導電体として知られているジルコニア(ZrO2)固体電解質で出来たセンサー素子に電圧を与えると、酸素イオンをキャリアとするイオン電流が流れます(右図参照)。測定雰囲気から気体拡散孔を通してセンサー素子に流れ込む酸素量が気体拡散孔で制限されるため、出力電流に限界電流特性が観察されます。この限界電流値は、測定雰囲気中の酸素濃度と共に変化し、酸素濃度が低い時は、限界電流は近似的に酸素濃度に直接比例することにより、酸素濃度の測定に利用できます。等の反応が起こり、酸素ガスが消費され、酸素濃度が低くなる方向に誤差を生じます。11】ガス発生装置などに供給される圧縮空気は、粒子、水分、オイルなどを予め取り除いて供給する必要があります。以下のように表示すると規定されています。]以上のものが求められます。詳細はお問い合わせ下さい。%以上を除去できることを示します。膜装置、PSA装置共に、単体では使用者としての届出・許可は必要ありません。以下の場合は、届出等が必要です。(騒音の概要はこちら)など運用の判断が都道府県知事に委ねられているため、都道府県により規制の内容が異なります。通常設置工事の開始、変更の30日前までに届出なければなりません。詳細は、各市町村の担当課にお問い合わせ下さい。使用を開始した後、一年以内ごとの定期自主検査が必要です。高圧ガス保安法の項を参照下さい深冷装置は、装置内で液化ガスを取り扱うため、高圧ガス保安法の適用を受けます。「指定設備(法第56条の7、公共の安全の維持又は災害の発生の防止に支障を及ぼすおそれがない設備)」の認定装置の場合には、緩和措置があります。詳細はお問い合わせ下さい。2】1MPa(10.2kg/cm2G)以上に加圧されたガスの場合は、高圧ガス保安法の適用を受けます。許可が必要になります。圧縮装置内の5MPaまでの空気や窒素ガスなどの第一種ガスは、高圧ガス保安法の適用除外(施行令第2条3の二)です。高圧ガス保安法施行令の第二条第3項に「その他災害の発生のおそれが無い高圧ガス」として、以下が記載されてします。(一部略)この中の「圧縮装置」とは、以下と規定されています。「タイヤの空気の充填行為」及び「減圧弁による製造」は製造とはみなさない。貯槽又は容器により貯蔵する場合には、貯蔵の基準がかかることとなる。第3項第2号の不活性ガス圧縮装置内の5MPa以下の不活性ガスの適用除外についても上記の空気圧縮装置と同様の扱いとする。不活性ガスの供給源が高圧ガスである場合には、当該部分は法の適用を受ける。5】0.2MPa-g(ゲージ圧)以上の気体をその内部に保有する容器(第一種圧力容器を除く)の内、以下に掲げる容器を言います。その長さが1,000mm以上の容器(内容積31.4Liter)二圧が適用される容器は製作メーカにて、個別検定を受け、合格した後に設置します。設置報告等の届出は不要です。(原本)は重要書類ですので大切に保管下さい。設置した後に、事業者が守るべき主な事項は以下の通りです。高圧ガス製造設備に供給する原料ガス等はガスの種類によっては、高圧ガス保安法の以下の適用を受けます。PSA等で製造された可燃性ガス、毒性ガス、酸素ガスを高圧ガス設備に供給する場合は、その適用を受けます。詳細は、一般高圧ガス保安規則を参照下さい。ガス設備とは一般高圧ガス保安規則2条1項14号で次のように定義されています:製造設備(製造に係る導管を除く)のうち、製造をする高圧ガスのガス(その原料となるガスを含む)の通る部分ガス設備に適用される技術基準には、以下のようなものがあります。例:1可燃性ガス、毒性ガス及び酸素のガス設備(高圧ガス設備及び空気取入口を除く)は、気密な構造とすること。応じ、当該設備の材料に及ぼす化学的影響及び物理的影響に対し、安全な化学的成分及び機械的性質を有するものであること。具体的な材料の規定は例示基準の9項「ガス設備等に使用する材料」に示されている。3毒性ガスのガス設備に係る配管、管継手及びバルブの接合は、溶接により行うこと。溶接によることが適当でない場合は、保安上必要な強度を有するフランジ接合又はねじ接合継手による接合をもつて代えることができる。(35号)4特殊高圧ガス、五フッ化ヒ素等、亜硫酸ガス、アンモニア、塩素、クロルメチル、酸化エチレン、シアン化水素、ホスゲン又は硫化水素のガス設備に係る配管は、これらのガスの種類、性状及び圧力並びに当該配管の周辺の状況(当該配管が設置されている事業所の周辺における第一種保安物件及び第二種保安物件の密集状況を含む)に応じて必要な箇所を二重管とし、当該二重管には、当該ガスの漏えいを検知するための措置を講ずること。当該配管をさや管その他の防護構造物の中に設置することにより、配管の破損を防止し、かつ、漏えいしたガスが周辺に拡散することを防止する措置を講じている場合は、この限りでない。⇑このページのトップへ。