ガス精製装置
窒素精製装置（CH₄ 除去）
製品概要
吸着塔の前段に高温触媒塔を直列配置した窒素精製装置です。触媒塔は高温で作動し再生も交換も不要で、常温吸着では処理できない CH₄ を除去します。後段では複数の吸着塔を並列に配し、常温精製と高温再生の二モードで交互に運転します。流量は 10～20000 Nm³/h、使用寿命は 20 年以上です。
特長・仕様
指標表（適用ガス：N₂）
| 不純物 | 入口 INLET (ppm) | BSS9 出口 (ppb) |
|---|---|---|
| 方式 | — | CAT+ADS |
| H₂O | < 5 | < 1 |
| O₂ | < 3 | < 1 |
| CO | < 1 | < 1 |
| CO₂ | < 1 | < 1 |
| H₂ | < 2 | < 1 |
| CH₄ | < 0.5 | < 1 |
| NMHC | < 1 | < 1 |
| 微粒子 PARTICLES | — | ≤ 1 pcs/m³ (@0.003μm) |
| 流量範囲 | — | 10–20000 Nm³/h |
表は標準型番の指標と構成のみを示しています。その他の特殊仕様についてはお問い合わせください。
詳細説明
工程紹介
BSS9 シリーズは BSS8 の触媒強化版です。ガスはまず前段の触媒塔を通過します。一つまたは複数の触媒塔が高温で作動し、メタンなど安定な炭化水素を吸着しやすい生成物へ転換します。この区間は再生も交換も不要です。転換後のガスは後段の複数並列吸着塔へ入り、常温精製と高温再生の二モードで交互に運転して 24 時間連続供給を実現します。 使用寿命は BSS8 と同じく 20 年以上です。メタンに触媒段が必要な理由
メタンは非極性の対称分子で化学的にかなり不活性なため、常温の吸着剤では捕捉できません。これは純吸着式（ADS）の物理的限界であって設計不良ではありません。メタンを処理する道は二つしかありません。一つは高温にして先に反応させること（触媒）、もう一つは深冷にして吸着力を十分に高めることです。BSS9 は前者を採用しており、液体窒素のような低温ユーティリティが不要で、深冷ルートより運転コストがはるかに低い点が利点です。 同じ論理は、NMHC（非メタン全炭化水素）が純吸着式で処理できるのにメタンができない理由も説明します。分子が大きく極性が強いほど、常温吸着は効果的になります。システム構成
・ガス経路部：前段触媒塔と後段の複数並列吸着塔を直列に接続し、バルブ、配管、熱交換器を加えたもの ・電気制御部：PLC、加熱素子、温度制御器、圧力センサー、タッチパネルなどで、制御、警報、高温インターロック、データ記録を担当製品特長
・前段の触媒塔は再生も交換も不要で、メンテナンス負担は後段の吸着塔に集中 ・CH₄ 出口は < 1 ppb に達し、他の不純物と同等レベル ・全自動運転で 24 時間連続供給 ・破裂板と安全弁による放圧、高温機械インターロックと警報機能を装備 ・使用寿命 20 年以上適用プロセスと業界
・12 インチウェハー工場で炭素汚染に敏感なプロセス向け窒素 ・エピタキシャルと高温炉工程：炭化水素が高温で分解しウェハー表面に炭素残留を形成するおそれがある工程 ・ガス源が空気分離または外部購入ボンベで、メタンのバックグラウンドが高い工場 ・全炭素（TC／THC）の明確な規格があるライン現場配置と設置のポイント
・触媒部は高い作動温度が必要：設置場所には十分な放熱スペースを確保し、高温インターロックの動作を確認してください ・前段の触媒はバイパスしない：バイパス設計時にご注意ください。触媒塔を迂回すると BSS8 相当の除去能力に戻ります ・再生排気の独立経路：後段吸着塔の再生時の排気は安全な排出点へ導く必要があります ・電力条件を先に確認：触媒部と吸着部の加熱需要は純吸着式の機種より大きいため、選定時に現場で利用可能な電力をお知らせください ・出口側に全炭素またはメタン分析の配置を推奨：微量水分・微量酸素分析計ではメタンは見えません。検収には適切な測定器が必要ですメンテナンスと再生
・触媒塔：設計上、再生も交換も不要です。日常は温度制御と差圧が正常であることの確認のみです ・吸着塔：PLC が自動でスケジュールして再生します。吸着材料は通常のガス源条件で設計寿命 20 年以上です ・年次定期修理の推奨項目：バルブ動作試験、温度制御器とセンサーの校正、安全弁と破裂板の点検近い機種との選び分け
| 機種 | 方式 | CH₄ 出口 | 流量上限 | 液体窒素の要否 |
|---|---|---|---|---|
| BSS9（本機種） | CAT+ADS | < 1 ppb | 20000 Nm³/h | 不要 |
| BSS8 | ADS | 対象外 | 50000 Nm³/h | 不要 |
| BSS7-C 深冷型（H₂ 用） | 深冷 ADS | < 1 ppb | 1000 Nm³/h | 必要 |
| BSH 加熱型 | GET | < 1 ppb | 150 LPM | 不要 |
