窒素：窒素および窒素が使用されている場所とは

私たちが呼吸する空気の最大の部分は窒素であることをご存知でしたか?生き残るために酸素が必要ですが、空気は78%の窒素で構成されており、酸素はわずか21%、その他の気体はごく少量です。人体はこの窒素を使用していませんが、さまざまな産業用途には非常に役立ちます。簡単に言えば、窒素の供給源は無制限であり、第三者の供給業者から購入するのではなく、独自の窒素を生成することができます。必要なのは、圧縮空気内の酸素分子から窒素分子を分離するコンプレッサと窒素発生装置だけです。その結果、費用対効果が高く安全な窒素ガスを24時間無制限に供給することができます。

窒素とは

まず、窒素は不活性ガスです。それは無色無臭で、生命を維持しませんが、植物の成長にとって重要であり、肥料の重要な添加物です。その用途は園芸分野を大きく超えています。通常、窒素は液体または気体のいずれかの形で現れます（固体窒素も得ることができます）。液体窒素は冷媒として使用され、食品や被験者を急速に凍結させることができるため、医療研究や生殖技術の分野で利用されています。ここでは、窒素ガスに限定して説明します。

反応性の高い酸素とは異なり、窒素は他の気体と接触しても反応しないため、幅広い用途で利用されています。窒素原子の化学組成では、分離して他の物質と反応するには大きなエネルギーが必要となります。一方、酸素分子は容易に分離するため、反応性が高くなります。これとは対照的に、窒素ガスは必要に応じて不活性な環境を作ります。

窒素発生装置–ほぼすべての業界にメリットをもたらします

窒素の反応性のなさが最大の品質であり、その結果、ガスは緩慢な酸化や急速な酸化を防ぐために使用されます。エレクトロニクス業界は、回路基板やその他の小型コンポーネントの製造時に、腐食という形で緩慢な酸化が発生する可能性があるため、このような使い方がされています。緩慢な酸化は、食品・飲料業界にとっても他人事ではありません。この場合、窒素は最終製品をより良く維持するために空気を置換するために使用されます。爆発や火災は、酸素を供給する必要があるため、急速な酸化の良い例です。窒素を使用して容器から酸素を除去することで、これらの事故が発生する可能性を低減します。

窒素を自社で生成

用途により窒素を使用する必要がある場合は、主に3つの方法でガスを入手できます。1つは現場の窒素タンクをリースしてガスを供給することで、もう1つは高圧ボトルで窒素ガスを供給することです。最後の1つは、圧縮空気を使用して独自の窒素を生成することです。窒素を購入またはリースすることは、第三者のサプライヤとの取引が必要なため、非常に不便で非効率的でコストがかかる可能性があります。このような理由から、多くの企業はリースを中止し、特定の用途の量、純度、圧力を制御できる独自の窒素を生成することにしました。その他の利点としては、安定した価格、輸送コストや遅延がないこと、凍結保存に関連する危険がないこと、蒸発損失に関連する廃棄物がないこと、完全に空にできない高圧ボトルを返却することなどがあります。窒素発生装置には、メンブレン窒素発生装置とPSA（圧力スイング吸着）窒素発生装置の2種類があり、純度99.999%または10 PPM（100万分の1）以上を実現できます。後者の詳細については、こちらをご覧ください。

気体窒素の実用的用途

窒素は不活性ガスであるため、さまざまな産業での幅広い用途に適しています。使用方法によっては、異なるレベルの純度が必要になる場合があることに注意してください。食品・飲料産業や製薬業界など、一部の用途では非常に純粋な窒素が必要になる場合がありますが、防火対策などでは純度の低いガスが必要とされることもあります。

窒素ガスの一般的な産業用途を以下に示します。

石油およびガス