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更新日:2019年02月18日

窒素ガス発生装置

読み方:ちっそがすはっせいそうち 英語表記:Nitrogen gas generator

窒素ガス発生装置とは
空気から窒素ガスを分離精製する装置です。
分析機器や科学機器等のキャリヤーガス。真空下での熱処理後の酸化防止用のパージガスとして窒素ガスが使用されており、窒素ガスボンベの代用となる装置です。
ラボ用は吸着方式と膜方式があり、吸着方式のほうが高純度の窒素ガスを得ることができます。


窒素ガス発生装置の原理
空気中の窒素ガス(4.2×3.0Å)と酸素ガス(3.8×2.8Å)が吸着剤である炭素分子ふるい(Carbon Molecular Sieve)に吸着される速度には、分子の大きさによる差があります。この速度差を利用し窒素ガス濃度の純度を高くすることができます。
炭素分子ふるいは吸着初期に酸素を選択的に吸着する特性があります。さらに高圧力下で吸着量が大きい特性を有しています。炭素分子ふるいを充填した吸着用タンクへ送り込まれた圧縮空気中の酸素ガス、二酸化炭素ガス、水分などが短時間のうちに吸着され、吸着されない高純度の窒素ガスが得られます。一方、常圧まで減圧する事で酸素ガスなどを吸着した炭素分子ふるいは容易にガスを脱着し炭素分子ふるいは再生されます。炭素分子ふるいを充填した2槽の吸着タンクの圧力を変化させることで吸着→脱着を繰り返し高純度の窒素ガスを製造します。このような吸着方式をPSA(Pressure Swing Adsorption)方式と呼びます。
これに対し膜方式は、圧力容器に高分子素材である中空糸膜を収めたものに圧縮空気を供給し酸素ガスは透過し除去されることで高純度の窒素ガスを得ます。

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