脱炭素技術に向けたご提案 リアルタイムガスモニタリングシステム - RTGMS｜理研計器株式会社

脱炭素技術に向けた
理研計器のご提案
Real Time
Gas Monitoring
System

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理研計器だからできるセミオーダー
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RTGMSとは理研計器独自のガス検知警報器や熱量計を
組み合わせたセミオーダーのシステムです。

既存のガス検知警報器や熱量計を組み合わせる事でお客様のご要求にあった
製品に仕上げることが可能となりました。

RTGMSが活躍している
フィールドの一例

factory

RTGMSのメリット

ガス検知警報器、熱量計の運用ノウハウがあるので、採用した場合、下記のようなメリットがあります。

  • 連続分析が可能 ＊分析とは測定ガスの組成比を計測することです。
  • 現場に最適の保護等級(防爆など)を提案可能
  • オーダーメードなので、必要最低限の機能のみで構成
  • メンテナンスが簡単
  • 同じ成分を分析できる他の分析計より安価
  • 交換部品・消耗品が少なく、その価格もガス検知警報器と同等レベルで抑えられる

アプリケーション例

アプリケーション例 ①

鉄鋼ガスの組成分析 - CO、CO2、H2、CH4、N2の混合ガス組成モニタリング
フレアスタック燃料の組成モニタリング

application02
Details
鉄鋼ガスの組成分析
＜背景＞
既存の熱量計では、メンテナンス（清掃や調整）の頻度が多く、運用に工数を要していたそうです。又、測定に必要な流量も多いので、前処理装置も大規模なものとなり、（前処理装置の）更新時にコストがかかるのが課題だったようです。
＜お困りごと＞
同市場では、測定ガス中にナフタレンが大量に含まれているケースがあり、燃焼式(触媒式)のセンサ等を劣化させる要因となっていたようです。清掃や再調整である程度の期間においては、復帰するものの維持管理に工数、コストがかかっていたそうです。特に清掃等は、慣れが必要で季節によって頻度が上がるため困っていたようです。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
燃焼反応や分離カラムを必要としない、物理センサを用いたオプトソニック方式で清掃や調整が不要になります。前処理も比較的小規模なものとなりその維持管理も簡単になったとお伺いしております。
又、オプションで赤外線式センサを追加する等で組成分析も可能になります。
ランニングコスト・運用工数の削減のみならず、組成分析といった分析計に近い新たな監視項目が増えるので、次世代にステップアップしたプロセス管理が期待されます。
フレアスタックからの黒煙排出を効率的に抑制（フレアガス）
＜背景＞
脱炭素の流れの中で、フレアガスの再回収が進んでおります。しかし、プラントのオペレーターはできるだけ無駄なガスを出さないように努力をしておりますが、トラブル発生時や定期修繕実施時には少なからず黒煙排出の原因となる成分のフレアガスを処理せざるを得ない場合もあるとのことです。
環境排出の考慮を重ね、そのような場合でも黒煙としての排出を防止する取り組みは多く行われるようになってきましたが、より進んだ対策を講じるためにはフレアガス自体の濃度や熱量に応じて適切な追加処置をせざるを得ません。
＜お困りごと＞
化学工場では余剰ガスを無害化して大気中に燃焼後排出しておりますが、排出ガスの熱量によっては黒煙が発生します。そのため排出ガスの熱量に応じて見合った量の蒸気や水を吹き込んで混合し黒煙を排出しない取り組みが要求されますが、ガスの成分が変動するためリアルタイムに測定できる機械を用いて混合量を制御する必要があります。分析装置での測定ではタイムラグがあるので、リアルタイムで計測したいというご要望がありました。対象成分が複雑なため、他の熱量計では測定が難しかったとのことです。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
熱量計 OHC－800には光波干渉式と超音波式の2種類のセンサが内蔵されており、複雑な組成の際も各センサからの測定結果をもとに複合的に演算処理を行い誤差の少ない熱量算出が可能です。リアルタイムでの測定が可能であり、対象ガス熱量変化に即応した制御（蒸気や水の混合）が可能となり効果的な黒煙排出抑制に寄与できたとお伺いしております。

アプリケーション例 ②

Power to Gas用燃料組成比分析 - 天然ガス＋水素混合ガスなど

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Details
水素混焼タービン、専焼タービン（H2、天然ガス、N2等）
＜背景＞
気候変動を防ぐための脱炭素の動きが加速し、グリーンエネルギー（CO2の排出０）に注目が集まっております。その一つが水素で、世界中で水素利用の実証化が進められている中で、水素燃料タービンの開発を手掛けており、タービン制御のために、天然ガス＋水素0-100%変動に対応可能な熱量計が必要になったということです。
＜お困りごと＞
天然ガスだけの熱量をリアルタイムに測定できる機械はあるが、天然ガス＋水素で精度が高くリアルタイム計測可能な機器がなかなかないという事がお困りとのことでした。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
水素と天然ガスの2ラインがある現場であれば、天然ガス＋水素（0－100％変動）の熱量を高精度かつリアルタイムに測定できるため、タービンの立ち上げから制御まで対応できます。（タービンの立ち上げは天然ガスのみで行い、その後徐々に水素濃度を上げていく）

アプリケーション例 ③

メタネーション - H2、CH4、CO2の混合ガスの組成モニタリング
アンモニア合成＆分解　- N2、H2、NH3混合ガスの組成モニタリング

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Details
メタネーション装置プロセスの組成分析（CO2、CH4、H2、N2）
＜背景＞
脱炭素化技術でメタネーション装置を開発していたとのことで、実証試験としてメタネーション装置の運転を監視する必要があり、装置出口のガスを分析しておられました。
分析計を備えるのに高額な予算を計上し、分析時間と分析時間の間の空白の時間は我慢して使用されていたようです。
そのメタネーション装置を社会実装するにあたり、問題点となっていたとのことです。
＜お困りごと＞
高額で装置の原価を圧迫しておりました。連続測定ではないので、制御が非常に大雑把なものとなり不安だったようです。
ヘリウムガスが入手困難でメンテナンスや他の消耗品も高額でメタネーション装置のコストメリットを圧縮しておりました。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
混合ガスからそれぞれ4種類のガスの濃度を算出することが可能です。連続測定で応答速度が速く、高精度です。
キャリアガスや消耗品が不要でランニングコストが安価です。
アンモニア製造装置プロセスの組成分析（N2、H2、NH3）
＜背景＞
N2とH2を合成してNH3を製造する装置のメーカーが、装置制御用にガス検知器を探しておられました。完成したガスを監視し、合成しきれていない場合は装置入り口に循環させ、再度合成するという制御を行うためのものだそうです。
＜お困りごと＞
分析計でも組成分析は出来るが、制御となると分析時間が問題となります。又、分析計を収める盤や小屋が必要で小規模な現場が多いお客様は設計に困っていたとお伺いしております。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
分析計でも組成分析は出来るが、制御となると分析時間が問題となります。又、分析計を収める盤や小屋が必要で小規模な現場が多いお客様は設計に困っていたとお伺いしております。

アプリケーション例 ④

混合溶剤の爆発下限界の検知と組成分析

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Details
組成が変化する混合溶剤の爆発下限界の検知と組成分析
＜背景＞
製品製造プロセスで発生する空気中に含まれる溶剤A, Bの濃度と爆発下限界濃度連続で監視したいというご要求がありました。
現在は定期的にガスを採取し分析計にかけて監視しているとのことです。お客様は、製品製造の品質および安全監視の観点より、リアルタイム測定を希望されておりました。
＜お困りごと鉄鋼ガスの組成分析＞
二種類の溶剤A,Bはそれぞれ異なる爆発下限界濃度があり、その混合比も製造プロセスの運転状況次第で大きく変化していたそうです。単一センサでは、混合比が変化する混合溶剤爆発下限界濃度を測定することが出来ず問題があったようです。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
赤外センサと屈折率のセンサの出力比が混合溶剤の爆発下限界濃度と相関をもつことを発見しました。これを利用して爆発下限界の濃度を正確に算出するシステムを構築しました。

アプリケーション例 ⑤

船舶向けローディングアームの安全管理 - LNG

application03
Details
LNGローディングアーム用ガス検知器
＜背景＞
LNGタンカーからLNG基地への荷揚げにおいて、ローディンアームの切り離しタイミングを確認する為に赤外線式可燃性ガス検知器を用いられていたようです。それを切り離す前には窒素を導入して可燃性ガス濃度が下がったら切り離すという工程でした。
しかしながら、切り離し直前（作業の終盤）に配管中に存在するLNG気化ガスは荷下ろし直後と比較して重質化しており、赤外線式可燃性ガスセンサに対する感度が上がっております。 つまり実際の濃度より高い指示をしている事となり、窒素置換を過剰に続けている事が分かっております。その状況を可視化する事は赤外線式可燃性ガス検知器では不可能で、真の濃度を知る事で置換用の窒素を削減し、切り離し待機時間も短くできます。
窒素中の組成が変動していくLNG気化ガスの真の爆発下限界を知る測定器の要望がありました。
＜お困りごと＞
重質化していくLNG気化ガスの真の爆発下限界が分からず、時間と置換用窒素を過剰に使っておられたとお伺いしております。
＜理研計器のモニタリングシステム＞
窒素とLNG気化ガスの混合気体を光波干渉式と熱伝導式の2つの物理センサで同時に測定し、それぞれのセンサ出力の差より窒素中のハイドロカーボン系ガスの真の爆発下限界を導き出します。光波干渉式センサは、重質化が進むとセンサ出力が増加しますが、熱伝導式センサは重質化するとセンサ出力が低下する特性を持ちます。この異なるセンサ特性を利用して両センサの出力比から重質化していくLNG気化ガスの真の爆発下限界を連続的に導き出します。

私たちについて

当社は、1939年理化学研究所のコンツェルンの一社として創設されて以来、「人々が安心して働ける環境づくり」を経営理念に掲げ、同研究所の科学技術を軸に産業用ガス検知警報機器の専門メーカーとして可燃性ガスによる爆発防止、作業環境における有害ガスの監視など産業防災安全の確保に努めてまいりました。
半導体・液晶工場、石油コンビナート、製鉄所、各種タンカー、石油備蓄基地、地下ガス施設、火山等々における作業の安全や設備の保全を日夜監視し続ける産業用ガス検知警報機器及び各種ガスセンサを独自に開発生産し、「技術の会社」として妥協なき挑戦をし続けていきます。

image for over 80 years

第2代社長 辻二郎(1896～1968)

ガスの検知で80年以上

当社は、2019年3月15日に80周年を迎えました。1937年のパリ万国博覧会に出品した、光波干渉式の原理を組み込んだ「理研ガス検定器」は、当時、死亡事故が多発した炭鉱にあって、事故防止に大きく貢献しました。当時の光波干渉式のセンサ技術をさらに発展させた熱量分析計を開発する等、歴史と伝統に支えられた確かな技術をさらに高度化し、信頼の品質、産業の多様化に対応する製品づくりを追求してまいります。

幅広い海外ネットワークで、
安心・充実のサポート

海外に関係会社や販売店のネットワークを豊富に所有しており、
多くの地域で当社の製品を安心してご利用いただけます。

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