危険物タンクの窒素シールについて教えて下さい。

質問

素人的な質問で恐縮ですが、どなたか教えて下さい。
現在ある危険物タンクにゲージ圧で200mmAqの窒素シールがなされており、250mmAqで吹き出すブリザー弁が設置されています。
その危険物（酢酸エチル）の20℃における蒸気圧は約970mmAqです。
これでなぜ窒素シールができるのでしょうか？

蒸気圧は絶対圧だということはわかるのですが、では密閉されたタンク内の気相部で20℃における圧力はゲージ圧で何mmAqになるのでしょうか？
仮に沸点まで温度上昇させた場合、密閉されたタンク内の気相部はゲージ圧で10,000mmAq（0.1MPa）になるのではないでしょうか？
そう考えると20℃でもゲージ圧が発生すると思うのですが・・・

すみません、ご回答を宜しくお願い致します。

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

済みません、良く理解できないので、お聞きします。
確かに、分圧は絶対圧なのですが、そのタンクを設置されたとき、内部は窒素等の不活性気体だったのでしょうか？それとも空気だったのでしょうか。
多分不活性気体だったと思います。なぜなら爆発限界に入る混合気が生ずるのは望ましくないですから。
現在、ゲージ圧で200mmＡqのシールがなされておりそれが効いているということは、酢酸エチルの出し入れの際、平衡にある気相は大気圧であると云うことになります。
そうでないと、出し入れに不都合が生じます。
ゲージ圧で200mmＡqの窒素圧が内部空間のガス圧に乗っていると云うことは、絶対圧(分圧の和)で10,200mmＡq以下に抑えられていることになります。ですので酢酸エチルが970mmＡqの分圧を持っていても、構わないと云うことになるのではないでしょうか。
多分、それも分っているが、なぜ２００mmＡqの窒素圧で良いのか納得できないのだとすると、窒素圧は足し算で、酢酸エチル圧は、沸点までは分圧であるということが理解できていない。
つまり、沸点以下で「他のガスがあれば」分圧に留まる。ということが理解できないのだと思います。
おっしゃる通り沸点にすれば0.1MPaになりますが、その場合は分圧ではなく全圧になるわけです。
いま他のガスが全くないとしたら。２０℃のタンク内の圧力は減圧(970mmＡq)ですから、窒素シールを突き破って「外から」大気が流れ込むでしょう。
この「他のガスがあるか無いか」は良くここの質問にありますが、ビニール袋に液体を積め気体部分を無くすと、どうして分圧があるのに空間が生じないのか、という質問と通じるところがあります。その場合ビニール袋の中の空間は大気圧と同じ圧力でなければ押し縮められ最終的にはなくなってしまいます。中に少しでも他のガスが入っていればそのガスの中にある液体蒸気の分圧は飽和蒸気圧になるのです。
m(_ _)m

補足

早速のご回答誠に有難う御座います。

補足しますと、
(1)設置時の気相部は、不活性気体つまり窒素です。
(2)窒素シールはタンクに窒素配管を接続し、200mmAqの圧力で常にタンク内に充満させる形となっています。
　タンクへローリー車で液受入を行う時は、ローリー車に均圧管を接続し、タンクに液が入った分だけ窒素がローリー車に流入します。
　タンクからの液抜出時は、その分窒素が流入します。

何度も読み返し大分理解できたように思いますが、「おっしゃる通り沸点にすれば0.1MPaになりますが、その場合は分圧ではなく全圧になるわけです。」というところでつまづいています。

「沸点以下で「他のガスがあれば」分圧に留まる。」ということであれば、この場合の0.1MPaはゲージ圧でなく絶対圧ということになるのでしょうか？

今一度ご教示をお願い致します。

回答No.2

TEOS

どんな圧力ゲージ使ってか判らないけど、微圧で窒素シールしてあり、
少しでも内圧が上がれば、安全弁が吹いて圧が抜ける仕組みですね。
でもこんな　アホな安全弁付いてるのは、現実ですか？？？

今、頭が寝てるので、昔の単位で書きますね。パスカルの単位間違えやすいから御免ね。
普通、液体入れるボンベは、耐圧は５ｋｇはある筈だけど、
味入りの場合、ＤＩＰから窒素バブリングして、ＶＥＮＴ側でパージ
して空気の混入を押し出してしまいます。　10分以上バブリングして、
ＶＥＮＴを閉じて、微加圧にしてから、ＤＩＰを止めると同時に
窒素の供給を止めます。
私なら温度上昇を考えて、２ｋｇで飛ぶ安全弁を着けます。
上記のように　２００掛かっていて、２５０で飛ぶ安全弁なら、
夏場なら、すぐに中身が噴出して　最悪です。
大気圧とゲージ圧は、１ｋｇずれているのを忘れてませんか？
水銀柱では無く、水柱で表す圧力ゲージは未だ見たことが無いです。
１ｋｇで約0.1MPaですので。

お礼

アドバイス有難う御座いました。
尚、
(1)このタンクは消防法でいう「常圧タンク」に該当し、設計圧力が500mmAq以下のタンクです。
(2)この位の圧力での窒素シールは一般的なものであり、ブリザー弁とは消防法でいう「大気弁（付通気管）」に該当します。
(3)500mmAqを超える圧力のタンクは「加圧タンク」となり、貴殿の言われる安全弁の取り付けが必要になります。