JP2017058203A - Evaluation method for pyrophoric of coal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸素の吸収（吸着）による石炭の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を評価する方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the pyrophoricity of coal based on the amount of weight increase of the coal due to oxygen absorption (adsorption).
石炭の使用時や保管時における安全性を管理するために、石炭の自然発火性を評価することは重要である。石炭は、石炭化度に応じて分類されており、石炭の自然発火性は、石炭化度と関連性があると考えられている。このため、一般的に、自然発火性の高い順序は、褐炭、亜瀝青炭、高揮発性瀝青炭（一般炭）、瀝青炭（原料炭）の順序であると考えられている。 It is important to evaluate the pyrophoric properties of coal in order to manage its safety during use and storage. Coal is classified according to the degree of coalification, and the pyrophoric nature of coal is considered to be related to the degree of coalification. For this reason, it is generally considered that the order of high pyrophoricity is the order of lignite, subbituminous coal, highly volatile bituminous coal (general coal), and bituminous coal (raw coal).
特許文献１では、石炭の自然発火性および酸化吸収速度の関係に着目し、雰囲気中の酸素濃度を管理することにより、石炭の酸素吸収速度を、自然発火に至らない酸素吸収速度に維持して、自然発火を防止しながら石炭を使用できるようにしている。 Patent Document 1 focuses on the relationship between coal pyrophoric properties and oxidation absorption rate, and manages the oxygen concentration in the atmosphere to maintain the oxygen absorption rate of coal at an oxygen absorption rate that does not lead to spontaneous ignition. It is possible to use coal while preventing spontaneous ignition.
特許文献２では、加熱した低品位炭から発生するＣＯ，ＣＯ２を測定し、加熱温度に対するＣＯ，ＣＯ２の発生量の変化が複数の温度域にピークを有するとき、低温側のピークに基づいて、低品位炭が自然発火性を有する石炭であることを評価している。 In Patent Document 2, CO and CO 2 generated from heated low-grade coal are measured, and when changes in the amount of CO and CO 2 generated with respect to the heating temperature have peaks in a plurality of temperature ranges, the low temperature side peak is used. The low-grade coal is evaluated as a pyrophoric coal.
非特許文献１では、雰囲気温度を６５℃とし、雰囲気ガスとして、酸素濃度が２２％である酸素／ヘリウムガスを用いて、石炭の酸素吸収量を測定している。そして、６５℃での酸化反応と自己発火性との関連について言及している。 In Non-Patent Document 1, the oxygen absorption amount of coal is measured using an oxygen / helium gas having an atmospheric temperature of 65 ° C. and an oxygen concentration of 22% as the atmospheric gas. Then, the relationship between the oxidation reaction at 65 ° C. and the self-ignition property is mentioned.
石炭の自然発火性は、石炭化度と関連性があるものの、自然発火性の高い順序は、必ずしも、褐炭、亜瀝青炭、高揮発性瀝青炭（一般炭）、瀝青炭（原料炭）の順序にならない。そこで、石炭の自然発火性を評価するときには、特許文献１や非特許文献１に記載されているように、石炭による酸素の吸収を考慮する必要がある。ここで、石炭が酸素を吸収すると、石炭の重量が増加するため、石炭の重量増加量に基づいて石炭の自然発火性を評価することが考えられる。 Although the pyrophoricity of coal is related to the degree of coalification, the order of pyrophoricity is not necessarily the order of lignite, subbituminous coal, highly volatile bituminous coal (general coal), and bituminous coal (coking coal). . Therefore, when evaluating the pyrophoric properties of coal, as described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, it is necessary to consider the absorption of oxygen by coal. Here, when coal absorbs oxygen, the weight of coal increases. Therefore, it is conceivable to evaluate the pyrophoric properties of coal based on the amount of weight increase of coal.
しかし、石炭の重量増加量を単に測定しただけでは、石炭の自然発火性を適切に評価することはできない。すなわち、重量増加量を測定する条件によっては、石炭の重量増加量および自然発火性の間に相関が無くなり、石炭の重量増加量から自然発火性を評価することができなくなる。 However, it is not possible to appropriately evaluate the pyrophoric properties of coal by simply measuring the amount of weight increase of coal. That is, depending on the conditions for measuring the weight increase amount, there is no correlation between the coal weight increase amount and the pyrophoric property, and the pyrophoric property cannot be evaluated from the coal weight increase amount.
本発明者によれば、所定条件で測定された石炭の重量増加量が、石炭の自然発火性と相関があることを見出し、本発明を完成するに至った。 According to the inventor of the present invention, the weight increase amount of coal measured under predetermined conditions has been found to correlate with the pyrophoricity of coal, and the present invention has been completed.
本発明である石炭の自然発火性評価方法では、雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であり、雰囲気ガスが純酸素ガスである雰囲気において、石炭の重量増加量を熱天秤によって測定し、石炭の重量が増加し始めてから所定時間が経過するまでの間の所定タイミングにおける石炭の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性の高低に関する評価を行う。ここで、所定時間は、前記雰囲気における褐炭の重量増加量がピーク値の９０％に低下するまでの時間である。 In the method for evaluating pyrophoric properties of coal according to the present invention, the atmosphere temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower, and the atmosphere gas is pure oxygen gas. Based on the weight increase amount of the coal at a predetermined timing from when the weight begins to increase until a predetermined time elapses, an evaluation is performed regarding the level of pyrophoricity of the coal. Here, predetermined time is time until the weight increase amount of the lignite in the said atmosphere falls to 90% of a peak value.
上述した条件で測定された石炭の重量増加量は、石炭の自然発火性の高低と相関があることが分かった。そこで、自然発火性の高低に関する評価を行うときに、上述した条件で測定された重量増加量を考慮すれば、適切な評価を行うことができる。また、所定時間が経過するまでの重量増加量に基づいて、自然発火性の高低を評価できるため、この評価を迅速に行うことができる。 It was found that the increase in the weight of coal measured under the above-described conditions correlates with the pyrophoricity of coal. Therefore, when evaluating the level of spontaneous combustibility, an appropriate evaluation can be performed by considering the amount of weight increase measured under the above-described conditions. Moreover, since the level of spontaneous ignition can be evaluated based on the amount of weight increase until a predetermined time elapses, this evaluation can be performed quickly.
自然発火性の高低に関する評価では、所定タイミングにおける石炭の重量増加量が大きいほど、この石炭を発火レベルの高いクラスに分類することができる。所定タイミングにおける石炭の重量増加量が大きいほど、自然発火性が高いという相関があるため、重量増加量が大きい石炭を、発火レベルの高いクラスに分類することができる。 In the evaluation regarding the level of pyrophoricity, the larger the amount of coal weight increase at a predetermined timing, the higher the ignition level of the coal can be classified. Since there is a correlation that the greater the amount of weight increase of coal at a predetermined timing, the higher the spontaneous ignition property, the larger the amount of weight increase coal can be classified into a class with a high ignition level.
石炭の重量増加量を測定する前に、前処理を行うことができる。この前処理では、不活性ガスの雰囲気において、雰囲気温度を所定温度よりも高い温度まで上昇させた後に、雰囲気温度を所定温度まで低下させ、雰囲気ガスを不活性ガスから純酸素ガスに変更する。この前処理によれば、石炭に含まれる水分を取り除くことができ、石炭に含まれる水分によって、熱天秤の測定精度が低下することを抑制できる。 A pretreatment can be performed before measuring the weight gain of coal. In this pretreatment, in an inert gas atmosphere, the atmospheric temperature is raised to a temperature higher than a predetermined temperature, and then the atmospheric temperature is lowered to a predetermined temperature, and the atmospheric gas is changed from an inert gas to a pure oxygen gas. According to this pretreatment, the moisture contained in the coal can be removed, and the measurement accuracy of the thermobalance can be prevented from being lowered by the moisture contained in the coal.
石炭の重量増加量としては、石炭の単位重量当たりの増加量とすることができる。これにより、互いに異なる重量の石炭に対して、自然発火性の高低に関する評価を画一的に行うことができる。 The weight increase amount of coal can be an increase amount per unit weight of coal. Thereby, the evaluation regarding the level of pyrophoricity can be performed uniformly with respect to coal of mutually different weight.
石炭の単位重量（上記前処理を行うときには、前処理後の石炭の重量を基準とする）当たりの増加量が２．５［ｍｇ／ｇ］以上であるとき、この石炭の発火レベルが、石炭の管理上で自然発火に注意すべきレベルであると判定することができる。この判定結果に基づけば、石炭を安全に使用したり保管したりすることができる。 When the increase amount per unit weight of coal (based on the weight of coal after pretreatment when the above pretreatment is performed) is 2.5 [mg / g] or more, the ignition level of this coal is It can be determined that the level should be careful of spontaneous ignition in the management of Based on this determination result, the coal can be safely used and stored.
自然発火性の評価対象の石炭の例には、高揮発性瀝青炭がある。高揮発性瀝青炭では、この性状に応じて、自然発火性が変化しやすい。そこで、高揮発性瀝青炭に対して本発明の評価方法を適用することにより、高揮発性瀝青炭において、自然発火性が高いものや、自然発火性が低いものを区別することができる。 An example of coal subject to pyrophoric assessment is highly volatile bituminous coal. In the case of highly volatile bituminous coal, the pyrophoric nature is likely to change according to this property. Therefore, by applying the evaluation method of the present invention to highly volatile bituminous coal, it is possible to distinguish between highly volatile bituminous coals that have high spontaneous ignition properties and low spontaneous ignition properties.
本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、石炭の重量増加量に基づいて、石炭（特に、高揮発性瀝青炭）の自然発火性を評価するものである。この評価は、自然発火性の高低を評価するものである。 An embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the spontaneous ignition of coal (particularly highly volatile bituminous coal) is evaluated based on the weight increase of the coal. This evaluation evaluates the level of spontaneous ignition.
石炭が酸素を吸収（吸着）することにより、石炭の重量が増加するが、本実施形態では、石炭の自然発火性が、石炭による酸素の吸収量（すなわち、石炭の重量増加量）に依存することに着目し、石炭の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を評価している。石炭の自然発火性を評価すれば、石炭の保管時等において、石炭の自然発火を抑制するための様々な措置を講じることができる。 Coal absorbs (adsorbs) oxygen to increase the weight of the coal. In this embodiment, the pyrophoric properties of coal depend on the amount of oxygen absorbed by the coal (that is, the weight increase of the coal). Focusing on this, the pyrophoricity of coal is evaluated based on the weight increase of coal. If the pyrophoric properties of coal are evaluated, various measures can be taken to suppress the spontaneous ignition of coal during storage of coal.
石炭の重量増加量とは、所定の雰囲気に放置される前の石炭の重量と、所定の雰囲気において酸素を吸収したときの石炭の重量との差である。石炭の重量増加量は、熱天秤を用いて測定される。熱天秤としては、既存の熱天秤が用いられ、例えば、示差熱天秤が用いられる。本実施形態では、既存の熱天秤を用いて、石炭の自然発火性を評価できるため、石炭の自然発火性を評価するための専用の装置（例えば、島津製作所の自然発火試験装置ＳＩＴ−２）を用意する必要が無く、石炭の自然発火性の評価を簡便に行うことができる。 The weight increase amount of coal is the difference between the weight of coal before being left in a predetermined atmosphere and the weight of coal when oxygen is absorbed in the predetermined atmosphere. The weight gain of coal is measured using a thermobalance. As the thermobalance, an existing thermobalance is used, and for example, a differential thermobalance is used. In this embodiment, since the pyrophoric properties of coal can be evaluated using an existing thermobalance, a dedicated device for evaluating the pyrophoric properties of coal (for example, a pyrophoric test device SIT-2 from Shimadzu Corporation) The pyrophoricity of coal can be easily evaluated.
また、石炭の重量増加量を測定するときには、雰囲気温度を６０℃以下の所定温度とし、雰囲気ガスとして純酸素ガスを用いる。 Moreover, when measuring the weight increase amount of coal, atmospheric temperature is made into the predetermined temperature of 60 degrees C or less, and pure oxygen gas is used as atmospheric gas.
雰囲気温度を６０℃以下の所定温度とすることの意義について、以下に説明する。 The significance of setting the atmospheric temperature to a predetermined temperature of 60 ° C. or lower will be described below.
雰囲気ガスが酸素ガスを含むとき、石炭が酸素を吸収したり、石炭の酸化によってガス（例えば、ＣＯ，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ）が発生したりする。ここで、雰囲気温度が６０℃よりも高いとき、炭種によっては、石炭による酸素の吸収よりも、石炭の酸化に伴うガスの発生が優先されやすくなる。言い換えれば、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加よりも、ガスの発生に伴う石炭の重量減少が優先されやすくなる。この場合には、石炭の重量増加量を把握しにくくなるため、石炭の重量増加量に基づいて、自然発火性を評価しにくくなる。 When the atmospheric gas contains oxygen gas, coal absorbs oxygen, or gas (for example, CO, CO 2 , H 2 O) is generated by oxidation of coal. Here, when the atmospheric temperature is higher than 60 ° C., depending on the coal type, the generation of gas accompanying the oxidation of coal tends to be prioritized over the absorption of oxygen by coal. In other words, priority is given to weight reduction of coal accompanying the generation of gas over weight increase of coal accompanying absorption of oxygen. In this case, since it becomes difficult to grasp the weight increase amount of coal, it becomes difficult to evaluate the pyrophoricity based on the weight increase amount of coal.
雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であれば、石炭の酸化に伴うガスの発生よりも、石炭による酸素の吸収を優先させやすくなる。これにより、石炭の重量増加量を把握しやすくなり、重量増加量に基づいて、自然発火性を評価しやすくなる。 If the atmospheric temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower, it becomes easier to prioritize the absorption of oxygen by coal rather than the generation of gas accompanying the oxidation of coal. Thereby, it becomes easy to grasp | ascertain the weight increase amount of coal, and based on the weight increase amount, it becomes easy to evaluate pyrophoricity.
また、石炭の重量増加量を測定するときには、雰囲気温度を６０℃以下の所定温度に維持する必要がある。 Moreover, when measuring the weight increase amount of coal, it is necessary to maintain atmospheric temperature at the predetermined temperature of 60 degrees C or less.
石炭の反応（酸素の吸収や、酸化に伴うガスの発生）は、雰囲気温度に依存するため、石炭の重量増加量を測定する間に雰囲気温度が変動してしまうと、石炭による酸素の吸収と、石炭の酸化に伴うガスの発生との間のバランスが変化しやすくなり、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加量を把握しにくくなることがある。結果として、石炭の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を評価しにくくなる。 Since the reaction of coal (absorption of oxygen and generation of gas due to oxidation) depends on the ambient temperature, if the ambient temperature fluctuates while measuring the weight increase of coal, the absorption of oxygen by the coal The balance between the generation of gas accompanying the oxidation of coal is likely to change, and it may be difficult to grasp the amount of weight increase of coal due to the absorption of oxygen. As a result, it becomes difficult to evaluate the pyrophoric properties of coal based on the weight increase of coal.
そこで、雰囲気温度を６０℃以下の所定温度に維持することにより、石炭による酸素の吸収と、石炭の酸化に伴うガスの発生との間のバランスを維持することができ、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加量を把握しやすくなる。 Therefore, by maintaining the atmospheric temperature at a predetermined temperature of 60 ° C. or less, the balance between the absorption of oxygen by coal and the generation of gas accompanying the oxidation of coal can be maintained. It becomes easy to grasp the amount of weight increase.
次に、雰囲気ガスとして純酸素ガスを用いることの意義について、以下に説明する。 Next, the significance of using pure oxygen gas as the atmosphere gas will be described below.
純酸素ガスとは、酸素の濃度が９９％以上のガスである。純酸素ガスを用いることにより、石炭による酸素の吸収を積極的に行わせることができ、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加量を把握しやすくなる。結果として、石炭の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を評価しやすくなる。 Pure oxygen gas is a gas having an oxygen concentration of 99% or more. By using pure oxygen gas, oxygen can be actively absorbed by coal, and the weight increase of coal accompanying oxygen absorption can be easily grasped. As a result, it becomes easy to evaluate the pyrophoricity of coal based on the weight increase amount of coal.
雰囲気ガスとして、酸素以外の他の種類のガスを用いると、このガスが石炭に吸収されることなどにより、酸素の吸収とは異なる要因によって、石炭の重量が増加してしまい、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加量を把握しにくくなる。また、雰囲気ガスとして、酸素を含むガス（例えば、空気）を用いると、酸素以外の共存ガス（例えば、空気ではＮ２，ＣＯ２等）が石炭に吸収されることなどにより、酸素の吸収とは異なる要因によって、石炭の重量が増加してしまい、酸素の吸収に伴う石炭の重量増加量を把握しにくくなる。 When other types of gases other than oxygen are used as the atmospheric gas, the weight of the coal increases due to factors different from oxygen absorption due to the absorption of this gas into the coal. It becomes difficult to grasp the accompanying weight increase of coal. In addition, when a gas containing oxygen (for example, air) is used as the atmospheric gas, the coexisting gas other than oxygen (for example, N 2 , CO 2 or the like in the case of air) is absorbed by coal, and so on. Because of the different factors, the weight of coal increases, making it difficult to grasp the amount of weight increase of coal due to oxygen absorption.
石炭の自然発火性は、石炭による酸素の吸収に依存するため、上述したように、酸素の吸収とは異なる要因によって石炭の重量が増加してしまうと、石炭の重量増加量を測定しても、石炭の自然発火性を評価しにくくなる。 Since the pyrophoric nature of coal depends on the absorption of oxygen by coal, as described above, if the weight of coal increases due to factors different from oxygen absorption, It becomes difficult to evaluate the pyrophoric properties of coal.
次に、石炭の自然発火性を評価するための指標となる石炭の重量増加量としては、所定タイミングで測定された重量増加量が用いられる。 Next, the weight increase amount measured at a predetermined timing is used as the weight increase amount of coal that serves as an index for evaluating the pyrophoric properties of coal.
所定タイミングとは、雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であり、雰囲気ガスが純酸素ガスである雰囲気において、石炭の重量が増加し始めてから所定時間ｔ＿ｔｈが経過するまでの間の任意のタイミングである。石炭の重量が増加し始めてから所定時間ｔ＿ｔｈが経過するまでの間であれば、所定タイミングを適宜設定することができる。 The predetermined timing is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower, and an arbitrary timing from when the weight of coal begins to increase until a predetermined time t_th elapses in an atmosphere in which the atmospheric gas is pure oxygen gas. is there. The predetermined timing can be appropriately set as long as the predetermined time t_th elapses after the weight of coal starts to increase.
上述した所定時間ｔ＿ｔｈは、炭種の一つである褐炭の重量増加量の挙動に基づいて予め決定される。この点について、図１を用いながら具体的に説明する。図１は、褐炭の重量増加量の挙動を示す図であり、褐炭の重量増加量と測定時間との関係を示す。 The predetermined time t_th described above is determined in advance based on the behavior of the weight increase amount of lignite, which is one of the coal types. This point will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing the behavior of the weight increase of lignite, and shows the relationship between the weight increase of lignite and the measurement time.
雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であり、雰囲気ガスが純酸素ガスである雰囲気において、褐炭は酸素を吸収しやすく、褐炭の重量増加量は急激に上昇する。そして、褐炭が酸素を吸収し始めてから短時間の間に、褐炭の重量増加量はピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達する。褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達した後では、褐炭の酸化によってガスが発生しやすくなり、褐炭の重量増加量が低下し続ける。 In an atmosphere where the ambient temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower and the ambient gas is pure oxygen gas, lignite tends to absorb oxygen, and the weight increase of lignite increases rapidly. And in a short time after lignite begins to absorb oxygen, the amount of increase in the weight of lignite reaches the peak value M_peak. After the weight increase amount of lignite reaches the peak value M_peak, gas is likely to be generated due to oxidation of lignite, and the weight increase amount of lignite continues to decrease.
図１に示す褐炭の重量増加量の挙動において、褐炭の重量増加量が上昇し始めてから、言い換えれば、重量増加量の測定を開始したタイミング（０［ｍｉｎ］）から、褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋの９０％に低下するまでの時間が、上述した所定時間ｔ＿ｔｈとなる。上述したように、所定時間ｔ＿ｔｈ内における所定タイミングで測定された石炭の重量増加量は、石炭の自然発火性を評価するための指標として用いられる。 In the behavior of the lignite weight increase amount shown in FIG. 1, after the lignite weight increase amount starts to rise, in other words, from the timing (0 [min]) at which the weight increase amount measurement is started, The time required to decrease to 90% of the peak value M_peak is the predetermined time t_th described above. As described above, the amount of coal weight increase measured at a predetermined timing within the predetermined time t_th is used as an index for evaluating the pyrophoricity of coal.
ここで、所定タイミングを、褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋの９０％に到達したタイミング（ピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達する前のタイミング）ｔ＿ｂと、所定時間ｔ＿ｔｈに相当するタイミングとの間における任意のタイミングとすれば、石炭の自然発火性を評価する上では、より好ましい。タイミングｔ＿ｂと、所定時間ｔ＿ｔｈに相当するタイミングとの間では、石炭の重量増加量を測定するのに充分な測定時間が確保できるので、重量増加量の測定精度を向上させることができる。 Here, the predetermined timing is an arbitrary timing between the timing when the weight increase amount of lignite reaches 90% of the peak value M_peak (timing before reaching the peak value M_peak) t_b and the timing corresponding to the predetermined time t_th. If it is set as timing, it is more preferable when evaluating the pyrophoric property of coal. Between the timing t_b and the timing corresponding to the predetermined time t_th, a measurement time sufficient for measuring the weight increase amount of coal can be secured, so that the measurement accuracy of the weight increase amount can be improved.
さらに、所定タイミングを、褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達したタイミングｔ＿ｐｅａｋと、所定時間ｔ＿ｔｈに相当するタイミングとの間における任意のタイミングとすれば、石炭の自然発火性を評価する上では、特に好ましい。酸素の吸収によって褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達するまでの時間は短時間であり、この時間内（０〜ｔ＿ｐｅａｋ［ｍｉｎ］）では、炭種にかかわらず、石炭の重量増加量が急激に上昇する。 Furthermore, if the predetermined timing is an arbitrary timing between the timing t_peak when the weight increase amount of the lignite reaches the peak value M_peak and the timing corresponding to the predetermined time t_th, in evaluating the pyrophoricity of coal Is particularly preferred. The time until the weight increase amount of lignite reaches the peak value M_peak due to the absorption of oxygen is a short time, and within this time (0 to t_peak [min]), the weight increase amount of coal is It rises rapidly.
炭種にかかわらず、石炭の重量増加量が急激に上昇している時間帯では、炭種毎の重量増加量を把握しにくいことがあり、この時間帯内の重量増加量に基づいて石炭の自然発火性を評価しにくくなることがある。褐炭の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達した後であれば、石炭の重量増加量の急激な上昇が終了しているため、炭種毎の重量増加量を把握しやすくなり、石炭の自然発火性を評価しやすくなる。 Regardless of the type of coal, it may be difficult to grasp the amount of weight increase for each coal type during the time period when the amount of coal weight increase is rising rapidly. It may be difficult to evaluate spontaneous ignition. If the increase in the weight of lignite reaches the peak value M_peak, the rapid increase in the increase in the weight of the coal has been completed. It becomes easy to evaluate sex.
自然発火性を評価するときには、複数の発火レベルに区分されたクラスに石炭を分類することができる。複数の発火レベルは、自然発火性の高低によって区分されている。例えば、複数の発火レベルを、高レベル、中レベル、低レベルに区分することができる。 When evaluating spontaneous ignition, coal can be classified into classes that are divided into multiple ignition levels. The plurality of ignition levels are classified according to the level of spontaneous ignition. For example, a plurality of ignition levels can be classified into a high level, a medium level, and a low level.
複数の発火レベルに区分するときには、重量増加量の閾値を予め設定しておけばよい。例えば、１つの閾値（重量増加量）を設定すれば、自然発火性を２つの発火レベルに区分することができる。また、互いに異なる２つの閾値（重量増加量）を設定すれば、自然発火性を３つの発火レベルに区分することができる。 When dividing into a plurality of ignition levels, a weight increase threshold value may be set in advance. For example, if one threshold value (weight increase amount) is set, the spontaneous ignition can be divided into two ignition levels. Further, if two different threshold values (weight increase amounts) are set, the spontaneous ignition can be divided into three ignition levels.
上述した所定タイミングで測定された石炭の重量増加量と、閾値（重量増加量）とを比較することにより、測定対象の石炭が、複数の発火レベルのいずれに属しているかを判定することができる。例えば、１つの閾値（重量増加量）を設定して、自然発火性を２つの発火レベル（高レベル及び低レベル）に区分したとき、測定値（重量増加量）が閾値（重量増加量）以上であれば、測定対象の石炭が高レベルのクラスに属することを判定できる。また、測定値（重量増加量）が閾値（重量増加量）よりも小さければ、測定対象の石炭が低レベルのクラスに属することを判定できる。 By comparing the weight increase amount of coal measured at the predetermined timing described above with a threshold value (weight increase amount), it is possible to determine which of the plurality of ignition levels the coal to be measured belongs to. . For example, when one threshold value (weight increase amount) is set and spontaneous ignition is divided into two ignition levels (high level and low level), the measured value (weight increase amount) is equal to or greater than the threshold value (weight increase amount). If so, it can be determined that the coal to be measured belongs to a high level class. Further, if the measured value (weight increase amount) is smaller than the threshold value (weight increase amount), it can be determined that the coal to be measured belongs to a low level class.
測定値（重量増加量）及び閾値（重量増加量）を比較するとき、重量増加量としては、熱天秤によって測定されたままの値（重量増加量）を用いたり、石炭の単位重量当たりの重量増加量を用いたりすることができる。 When comparing the measured value (weight gain) and the threshold value (weight gain), the weight gain can be the value measured by the thermobalance (weight gain) or the weight per unit weight of coal. Increased amounts can be used.
熱天秤によって測定されたままの重量増加量を用いて、石炭の自然発火性を評価するときには、測定対象となる石炭の重量を一定にする必要がある。これは、石炭の重量が異なると、石炭の重量増加量も異なってしまい、自然発火性の画一的な評価を行うことができなくなるからである。 When evaluating the pyrophoric properties of coal using the weight increase as measured by the thermobalance, it is necessary to make the weight of the coal to be measured constant. This is because if the weight of the coal is different, the amount of increase in the weight of the coal is also different, and it is impossible to perform a uniform evaluation of the pyrophoric property.
石炭の単位重量当たりの重量増加量を用いれば、重量増加量を測定するときの石炭の重量が異なっていても、自然発火性の画一的な評価を行うことができる。石炭の単位重量当たりの重量増加量を用いたとき、閾値としては、例えば、２．５［ｍｇ／ｇ］に設定することができる。 If the amount of weight increase per unit weight of coal is used, even if the weight of coal at the time of measuring the amount of weight increase is different, it is possible to perform a uniform evaluation of spontaneous ignition. When the weight increase amount per unit weight of coal is used, the threshold value can be set to 2.5 [mg / g], for example.
ここで、測定値（単位重量当たりの重量増加量）が閾値（２．５［ｍｇ／ｇ］）以上であれば、測定対象である石炭の自然発火性が高レベルに属することを判定できる。具体的には、測定対象の石炭が、石炭の使用時や保管時における安全性を管理するときに、自然発火に注意すべきレベルであることを判定できる。そして、この判定結果に基づいて、石炭の自然発火を抑制するための様々な措置を講じながら、石炭の管理を行うことができる。 Here, if the measured value (weight increase per unit weight) is equal to or greater than the threshold value (2.5 [mg / g]), it can be determined that the pyrophoric property of the coal to be measured belongs to a high level. Specifically, it can be determined that the coal to be measured is at a level that should be cautious of spontaneous ignition when managing safety during use or storage of the coal. And based on this determination result, coal can be managed, taking various measures for suppressing the spontaneous combustion of coal.
一方、測定値（単位重量当たりの重量増加量）が閾値（２．５［ｍｇ／ｇ］）よりも小さければ、測定対象である石炭の自然発火性が低レベルに属することを判定できる。具体的には、測定対象の石炭が、石炭の使用時や保管時における安全性を管理するときに、自然発火に注意すべきレベルではないことを判定できる。 On the other hand, if the measured value (weight increase per unit weight) is smaller than the threshold (2.5 [mg / g]), it can be determined that the pyrophoric property of the coal to be measured belongs to a low level. Specifically, it can be determined that the coal to be measured is not at a level to be careful of spontaneous ignition when managing the safety of the coal during use or storage.
石炭の重量増加量を測定する前では、石炭の加熱や乾燥といった前処理を、重量増加量測定装置（示差熱天秤）を用いて行うことが好ましい。この前処理により、石炭に含まれる水分を蒸発させることができ、熱天秤を用いて石炭の重量増加量を測定するときの精度を向上させることができる。熱天秤の測定精度は、石炭に含まれる水分量に依存しやすいため、熱天秤を用いて石炭の重量増加量を測定する前に、石炭に含まれる水分を蒸発させておくことにより、石炭の重量増加量を精度良く測定することができる。なお、重量増加量の測定対象となる石炭は、事前に別装置（乾燥機など）を用いて乾燥処理が行われることが一般的であるが、この乾燥処理を行ってから重量増加量測定装置（示差熱天秤）に石炭をセットするまでの間に、石炭が大気中の水分を吸湿してしまう。このため、上述したように別装置を用いて乾燥処理を行った場合であっても、本前処理を実施することが望ましい。 Before measuring the weight increase amount of coal, pretreatment such as heating and drying of coal is preferably performed using a weight increase amount measuring device (differential thermal balance). By this pretreatment, moisture contained in the coal can be evaporated, and the accuracy when measuring the weight increase of the coal using a thermobalance can be improved. Since the measurement accuracy of a thermobalance is likely to depend on the amount of water contained in the coal, before measuring the weight increase of the coal using a thermobalance, the moisture contained in the coal is evaporated, The amount of weight increase can be accurately measured. In addition, it is common for coal to be measured for weight increase to be dried in advance using a separate device (such as a dryer). Until the coal is set on the (differential thermal balance), the coal absorbs moisture in the atmosphere. For this reason, even if it is a case where a drying process is performed using another apparatus as mentioned above, it is desirable to implement this pre-processing.
前処理では、水分を蒸発させやすくするために、石炭の重量増加量を測定するときの所定温度よりも高い温度まで、雰囲気温度を上昇させる。ここで、雰囲気温度を水の沸点以上まで上昇させることが好ましい。また、雰囲気温度を所定温度よりも高い温度（好ましくは、水の沸点以上の温度）まで上昇させた状態を、所定時間の間、維持することにより、石炭を乾燥させやすくなる。ただし、雰囲気温度を必要以上に高温とすることは、石炭性状の変質（官能基の脱離や細孔構造の変化など）を招くため、石炭中の水分を蒸発させる上で適切な温度を選択することが重要である。 In the pretreatment, in order to easily evaporate the water, the ambient temperature is raised to a temperature higher than a predetermined temperature when the weight increase amount of coal is measured. Here, it is preferable to raise the ambient temperature to the boiling point of water or higher. Moreover, it becomes easy to dry coal by maintaining the state which raised atmospheric temperature to the temperature higher than predetermined temperature (preferably temperature more than the boiling point of water) for predetermined time. However, if the ambient temperature is set higher than necessary, it will cause alteration of the coal properties (desorption of functional groups, change in pore structure, etc.), so select an appropriate temperature to evaporate the water in the coal. It is important to.
前処理を行うとき、雰囲気ガスとしては、不活性ガスが用いられる。不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガスがある。不活性ガスを用いることにより、雰囲気ガスによる石炭の反応が進行することを抑制しながら、前処理を行うことができる。 When the pretreatment is performed, an inert gas is used as the atmospheric gas. An example of the inert gas is argon gas. By using the inert gas, the pretreatment can be performed while suppressing the progress of the coal reaction by the atmospheric gas.
前処理時の雰囲気ガスに酸素が含まれていると、酸素が石炭に吸収されてしまい、石炭の重量増加量を測定する前に、石炭の重量が増加してしまう。また、前処理時の雰囲気ガスに酸素が含まれていると、石炭が酸化されて、酸化に伴うガス（ＣＯ，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ）が発生してしまい、石炭の重量増加量を測定する前に、石炭の重量が減少してしまう。そこで、上述したように、不活性ガスを用いて前処理を行うことにより、石炭の重量増加量を測定する前に石炭の重量が変化してしまうことを抑制しながら、石炭に含まれる水分を取り除くことができる。 When oxygen is contained in the atmosphere gas at the time of pretreatment, oxygen will be absorbed by coal and the weight of coal will increase before measuring the weight increase of coal. In addition, if the atmosphere gas during pretreatment contains oxygen, the coal is oxidized and gas (CO, CO 2 , H 2 O) accompanying oxidation is generated, and the weight increase of coal is measured. Before doing so, the weight of the coal will be reduced. Therefore, as described above, by performing pretreatment using an inert gas, the moisture contained in the coal is reduced while suppressing the change in the weight of the coal before measuring the weight increase of the coal. Can be removed.
なお、前処理を行うときであって、石炭の自然発火性を評価するために、石炭の単位重量当たりの重量増加量を用いるとき、石炭の単位重量としては、前処理を行った後の石炭の重量を基準とすることができる。 In addition, when pre-processing is performed and the weight increase per unit weight of coal is used to evaluate the pyrophoric properties of coal, the unit weight of coal is the coal after the pre-processing. Can be based on the weight.
上述した本実施形態において、石炭の自然発火性を評価するための手順（一例）を図２に示す。 In the present embodiment described above, a procedure (an example) for evaluating the spontaneous ignition of coal is shown in FIG.
ステップＳ１０１では、石炭に対して前処理（加熱や乾燥）を行う。前処理は、熱天秤を用いて行われる。また、前処理を終了するときには、雰囲気温度を６０℃以下の所定温度に低下させる。なお、前処理は、省略することもできる。 In step S101, pretreatment (heating or drying) is performed on the coal. The pretreatment is performed using a thermobalance. Further, when the pretreatment is finished, the ambient temperature is lowered to a predetermined temperature of 60 ° C. or lower. Note that the preprocessing can be omitted.
ステップＳ１０２では、まず、雰囲気温度を６０℃以下の所定温度に維持しながら、雰囲気ガスを純酸素ガスにする。前処理では、雰囲気ガスとして不活性ガスを用いているため、ステップＳ１０２では、不活性ガスを純酸素ガスに変更する。次に、雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であり、雰囲気ガスが純酸素ガスである雰囲気において、石炭の重量増加量を測定する。これにより、測定時間に応じた石炭の重量増加量が得られる。 In step S102, first, the atmospheric gas is changed to pure oxygen gas while maintaining the atmospheric temperature at a predetermined temperature of 60 ° C. or lower. In the pretreatment, since the inert gas is used as the atmospheric gas, in step S102, the inert gas is changed to pure oxygen gas. Next, the amount of coal weight increase is measured in an atmosphere where the ambient temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower and the ambient gas is pure oxygen gas. Thereby, the weight increase amount of coal according to measurement time is obtained.
ステップＳ１０３では、まず、ステップＳ１０２の測定結果に基づいて、所定タイミングにおける石炭の重量増加量を特定する。次に、この重量増加量に基づいて、測定対象の石炭が、複数の発火レベルのいずれに属するかを判定する。 In step S103, first, the amount of coal weight increase at a predetermined timing is specified based on the measurement result in step S102. Next, based on this weight increase amount, it is determined to which of the plurality of ignition levels the coal to be measured belongs.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
（実施例１）
（石炭の種類）
下記表１に示す石炭Ａ〜Ｇを用意し、石炭Ａ〜Ｇのそれぞれについて、自然発火性の評価を行った。石炭Ａは褐炭、石炭Ｂは亜瀝青炭、石炭Ｃ〜Ｆは高揮発性瀝青炭、石炭Ｇは瀝青炭である。石炭Ａ〜Ｇの分析値（工業分析値および元素分析値）は、下記表１に示す通りである。
Example 1
(Coal type)
Coals A to G shown in Table 1 below were prepared, and pyrophoric evaluation was performed on each of the coals A to G. Coal A is lignite, coal B is subbituminous coal, coals C to F are highly volatile bituminous coal, and coal G is bituminous coal. The analysis values (industrial analysis values and elemental analysis values) of coals A to G are as shown in Table 1 below.
石炭Ａ〜Ｇは、１０ｍｇずつ用意した。また、石炭Ａ〜Ｇとしては、粒度が１５０〜２５０μｍの範囲内のものを用意した。後述するように、示差熱天秤を用いて石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定するときには、測定精度を担保する上で、粒度が１５０〜２５０μｍである石炭Ａ〜Ｇを用いることが好ましい。 10 mg of coals A to G were prepared. Moreover, as coal A-G, the thing in the range whose particle size is 150-250 micrometers was prepared. As will be described later, when measuring the weight increase of coals A to G using a differential thermobalance, it is preferable to use coals A to G having a particle size of 150 to 250 μm in order to ensure measurement accuracy.
（重量増加量の測定）
各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定するために、示差熱天秤（株式会社リガク製、Thermo Plus Evo2 TG-DTA8120/H-IR スマートローダ）を用いた。示差熱天秤に石炭Ａ〜Ｇをそれぞれ設置し、石炭Ａ〜Ｇの雰囲気ガスをアルゴンガス（不活性ガス）とした。この状態において、雰囲気温度を常温から１１０℃まで上昇させた後、６０℃まで低下させた。この処理は、図２に示すＳ１０１の前処理である。
(Measurement of weight increase)
A differential thermal balance (Thermo Plus Evo2 TG-DTA8120 / H-IR smart loader, manufactured by Rigaku Corporation) was used to measure the weight increase of each of the coals A to G. Coal A to G were respectively installed on a differential thermal balance, and the atmosphere gas of coal A to G was argon gas (inert gas). In this state, the ambient temperature was raised from room temperature to 110 ° C. and then lowered to 60 ° C. This process is a pre-process of S101 shown in FIG.
次に、雰囲気ガスをアルゴンガスから純酸素ガスに変更し、雰囲気温度を６０℃に維持しながら、各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定した。ここで、重量増加量の測定は、雰囲気ガスを純酸素ガスに変更してから２４０分が経過するまで行った。図３には、石炭Ａ〜Ｇについて、重量増加量及び測定時間の関係を示す。 Next, the atmospheric gas was changed from argon gas to pure oxygen gas, and the weight increase amount of each of the coals A to G was measured while maintaining the atmospheric temperature at 60 ° C. Here, the amount of weight increase was measured until 240 minutes had elapsed since the atmospheric gas was changed to pure oxygen gas. FIG. 3 shows the relationship between the weight increase and the measurement time for coals A to G.
図３に示すように、測定を開始した直後では、各石炭Ａ〜Ｇが酸素を吸着することにより、各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量が急激に上昇している。石炭Ａ（褐炭）では、重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達した後に低下し、測定時間が経過するにつれて重量増加量が低下し続けている。石炭Ｂ（亜瀝青炭）では、重量増加量が急激に上昇した後、僅かずつ重量増加量が上昇している。 As shown in FIG. 3, immediately after the measurement is started, the weight increases of the coals A to G are rapidly increased as the coals A to G adsorb oxygen. In coal A (brown coal), the weight increase amount decreases after reaching the peak value M_peak, and the weight increase amount continues to decrease as the measurement time elapses. In Coal B (subbituminous coal), after the weight increase rapidly increases, the weight increase gradually increases.
石炭Ｃ〜Ｆ（高揮発性瀝青炭）では、重量増加量が急激に上昇した後、重量増加量が変化しにくくなっている。各石炭Ｃ〜Ｆの重量増加量は、石炭Ａ，Ｂの重量増加量よりも小さくなっている。石炭Ｇ（瀝青炭）では、重量増加量が急激に上昇した後、重量増加量が低下・上昇を繰り返している。石炭Ｇの重量増加量は、石炭Ａ〜Ｆの重量増加量よりも小さくなっている。 In coals C to F (highly volatile bituminous coals), the amount of weight increase is less likely to change after the amount of weight increase rises rapidly. The weight increase amount of each coal C-F is smaller than the weight increase amount of coals A and B. In coal G (bituminous coal), after the amount of weight increase rapidly increases, the amount of weight increase repeatedly decreases and increases. The weight increase amount of the coal G is smaller than the weight increase amount of the coals A to F.
（自然発火性の評価）
測定時間が２０分における各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量に基づいて、石炭Ａ〜Ｇの自然発火性について評価した。測定時間が２０分となるタイミングは、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量の測定を開始したタイミング（０［ｍｉｎ］）から、石炭Ａ（褐炭）の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋの９０％に低下するまでの時間（上述した所定時間ｔ＿ｔｈ）に含まれている。より具体的には、測定時間が２０分となるタイミングは、石炭Ａ（褐炭）の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋに到達したタイミングｔ＿ｐｅａｋと、所定時間ｔ＿ｔｈに相当するタイミングとの間にある。なお、石炭Ａ（褐炭）の重量増加量がピーク値Ｍ＿ｐｅａｋの９０％に低下したときの測定時間は、約４７分である。
(Evaluation of spontaneous ignition)
The pyrophoric properties of coals A to G were evaluated based on the weight increase of each coal A to G at a measurement time of 20 minutes. The timing when the measurement time is 20 minutes is from the timing (0 [min]) at which the measurement of the weight increase amount of coals A to G is started, and the weight increase amount of coal A (brown coal) is reduced to 90% of the peak value M_peak. It is included in the time until the above (the above-mentioned predetermined time t_th). More specifically, the timing when the measurement time is 20 minutes is between the timing t_peak when the weight increase amount of coal A (brown coal) reaches the peak value M_peak and the timing corresponding to the predetermined time t_th. In addition, the measurement time when the weight increase amount of coal A (brown coal) falls to 90% of the peak value M_peak is about 47 minutes.
下記表２には、測定時間が２０分における各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を示す。下記表２に示す重量増加量は、各石炭Ａ〜Ｇの単位重量当たりの重量増加量である。下記表２に示す参考例は、自然発火試験装置ＳＩＴ−２（島津製作所）を用いて、各石炭Ａ〜Ｇの発火開始時間を測定した結果を示している。 Table 2 below shows the amount of weight increase of each coal A to G when the measurement time is 20 minutes. The weight increase shown in Table 2 below is the weight increase per unit weight of each of the coals A to G. The reference examples shown in Table 2 below show the results of measuring the ignition start times of the coals A to G using the spontaneous ignition test device SIT-2 (Shimadzu Corporation).
上記表２によれば、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量は、参考例の発火開始時間と概ね相関を有していることが分かる。すなわち、重量増加量が大きいほど、発火開始時間が短く、重量増加量が小さいほど、発火開始時間が長いことが分かる。したがって、重量増加量が大きいほど、自然発火性が高いことが分かり、重量増加量が小さいほど、自然発火性が低いことが分かる。 According to the said Table 2, it turns out that the weight increase amount of coal AG has a correlation with the ignition start time of a reference example in general. That is, it can be seen that the larger the weight increase, the shorter the ignition start time, and the smaller the weight increase, the longer the ignition start time. Therefore, it can be seen that the larger the weight increase amount, the higher the spontaneous ignition property, and the smaller the weight increase amount, the lower the spontaneous ignition property.
ここで、自然発火性を３つの発火レベル（高レベル、中レベルおよび低レベル）に区分したとき、石炭Ａ〜Ｇは、下記表３に示すように分類される。ここで、高レベルおよび中レベルの境界を規定する閾値（重量増加量）を２．５ｍｇ／ｇとし、中レベルおよび低レベルの境界を規定する閾値（重量増加量）を１．０ｍｇ／ｇとしている。 Here, when pyrophoricity is classified into three ignition levels (high level, medium level, and low level), coals A to G are classified as shown in Table 3 below. Here, the threshold value (weight increase amount) that defines the boundary between the high level and the intermediate level is 2.5 mg / g, and the threshold value (weight increase amount) that defines the boundary between the medium level and the low level is 1.0 mg / g. Yes.
石炭Ａ（褐炭）及び石炭Ｂ（亜瀝青炭）の発火レベルが、石炭Ｃ〜Ｆ（高揮発性）や石炭Ｇ（瀝青炭）の発火レベルよりも高いことは、従来知られている発火レベルと同様であった。また、石炭Ｇの発火レベルが、石炭Ａ〜Ｆの発火レベルよりも低いことは、従来知られている発火レベルと同様であった。 The ignition level of coal A (brown coal) and coal B (subbituminous coal) is higher than the ignition levels of coals C to F (high volatility) and coal G (bituminous coal), similar to the conventionally known ignition levels. Met. Moreover, it was the same as that of the conventionally known ignition level that the ignition level of coal G is lower than the ignition levels of coals A to F.
一方、石炭Ｃ〜Ｆは、同一の炭種（高揮発性瀝青炭）であるが、石炭Ｃ，Ｄおよび石炭Ｅ，Ｆの間で発火レベルが互いに異なっている。このように、炭種に着目しただけでは、石炭の自然発火性を評価することができないことが分かる。特に、高揮発性瀝青炭については、性状（工業分析値や元素分析値）に応じて発火レベルが異なることがあるため、本実施例の評価方法によって、高揮発性瀝青炭の自然発火性を適切に評価することができる。 On the other hand, coals C to F are the same coal type (highly volatile bituminous coal), but the ignition levels are different between coals C and D and coals E and F. Thus, it turns out that the pyrophoric nature of coal cannot be evaluated only by paying attention to the type of coal. In particular, for highly volatile bituminous coal, the ignition level may vary depending on the properties (industrial analysis values and elemental analysis values). Can be evaluated.
ここで、本実施形態で説明したように、雰囲気温度が６０℃以下の所定温度であり、雰囲気ガスが純酸素ガスである雰囲気において、石炭の重量増加量を測定し、石炭の自然発火性を評価するための指標となる重量増加量として、上述した所定タイミングで測定された重量増加量を用いることにより、この重量増加量と、上記表２の参考例に示す発火開始時間との間に相関を持たせることができる。これにより、所定タイミングで測定された重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を適切に評価することができる。また、所定時間ｔ＿ｔｈまでの間の重量増加量に基づいて、石炭の自然発火性を評価できるため、自然発火性の評価を迅速に行うことができる。 Here, as described in the present embodiment, in an atmosphere where the ambient temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or less and the ambient gas is pure oxygen gas, the amount of coal weight increase is measured, and the spontaneous ignition of the coal is measured. By using the weight increase measured at the above-mentioned predetermined timing as the weight increase serving as an index for evaluation, there is a correlation between this weight increase and the ignition start time shown in the reference example of Table 2 above. Can be given. Thereby, the pyrophoricity of coal can be appropriately evaluated based on the amount of weight increase measured at a predetermined timing. Moreover, since the spontaneous ignition property of coal can be evaluated based on the weight increase amount until the predetermined time t_th, the spontaneous ignition property can be quickly evaluated.
図３に示すように、測定時間が所定時間ｔ＿ｔｈを超えると、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量の挙動が様々に変化してしまい、石炭の自然発火性を評価するための指標となる重量増加量を特定しにくくなる。また、所定時間ｔ＿ｔｈを超えたタイミングで測定された重量増加量と、上記表２の参考例に示す発火開始時間との間で相関が得にくくなることがあり、石炭の自然発火性を適切に評価しにくくなる。 As shown in FIG. 3, when the measurement time exceeds the predetermined time t_th, the behavior of the weight increase amount of coals A to G changes variously, and the weight increase becomes an index for evaluating the pyrophoric properties of coal. It becomes difficult to specify the amount. In addition, it may be difficult to obtain a correlation between the amount of weight increase measured at a timing exceeding the predetermined time t_th and the ignition start time shown in the reference example of Table 2 above. It becomes difficult to evaluate.
（比較例１）
比較例１では、実施例１で説明した示差熱天秤を用いて、実施例１で説明した石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定した。ここで、実施例１では、雰囲気温度を６０℃に維持しながら、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定したが、比較例１では、雰囲気温度を８０℃に維持しながら、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, using the differential thermal balance described in Example 1, the weight increase amounts of coals A to G described in Example 1 were measured. Here, in Example 1, the weight increase amount of coals A to G was measured while maintaining the ambient temperature at 60 ° C., but in Comparative Example 1, the coals A to G were maintained while maintaining the ambient temperature at 80 ° C. The amount of weight increase was measured.
具体的には、アルゴンガスの雰囲気において、雰囲気温度を常温から１１０℃まで上昇させた後に、８０℃まで低下させた。そして、雰囲気温度を８０℃に維持しながら、雰囲気ガスをアルゴンガスから純酸素ガスに変更した後、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定した。なお、重量増加量の測定中における雰囲気温度を８０℃に設定することを除き、比較例１の測定条件は、実施例１と同じである。 Specifically, in an argon gas atmosphere, the ambient temperature was raised from room temperature to 110 ° C. and then lowered to 80 ° C. And while changing atmospheric gas from argon gas to pure oxygen gas, maintaining atmospheric temperature at 80 degreeC, the weight increase amount of coal AG was measured. The measurement conditions of Comparative Example 1 are the same as those of Example 1 except that the ambient temperature during measurement of the weight increase is set to 80 ° C.
図４は、比較例１において、各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量と測定時間との関係を示す。図４に示す石炭Ａ〜Ｇの重量増加量の挙動は、図３に示す重量増加量の挙動とまったく異なる。このため、図４では、任意の測定時間における各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を把握しても、上記表２の参考例に示す発火開始時間との間で相関を持たせることができず、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量に基づいて、石炭Ａ〜Ｇの自然発火性を適切に評価することができない。特に、図４に示す重量増加量の挙動では、上記表３に示すように、発火レベルが高レベルである石炭Ａ〜Ｄを特定することができない。 FIG. 4 shows the relationship between the amount of weight increase of each coal A to G and the measurement time in Comparative Example 1. The behavior of the weight increase amount of coals A to G shown in FIG. 4 is completely different from the behavior of the weight increase amount shown in FIG. For this reason, in FIG. 4, even if it grasps | ascertains the weight increase amount of each coal AG in arbitrary measurement time, it cannot be made to have correlation with the ignition start time shown in the reference example of the said Table 2. Based on the weight increase amount of coals A to G, the pyrophoric properties of coals A to G cannot be properly evaluated. In particular, in the behavior of the weight increase amount shown in FIG. 4, as shown in Table 3 above, coals A to D whose ignition levels are high cannot be specified.
（比較例２）
比較例２では、実施例１で説明した示差熱天秤を用いて、実施例１で説明した石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を測定した。ここで、実施例１では、重量増加量の測定時における雰囲気ガスを純酸素ガスとしているが、比較例２では、重量増加量の測定時における雰囲気ガスを空気としている。なお、雰囲気ガスを除き、比較例２の測定条件は、実施例１と同じである。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, using the differential thermobalance described in Example 1, the weight increase amounts of Coal A to G described in Example 1 were measured. Here, in Example 1, the atmosphere gas at the time of measuring the weight increase amount is pure oxygen gas, but in Comparative Example 2, the atmosphere gas at the time of measuring the weight increase amount is air. The measurement conditions of Comparative Example 2 are the same as those of Example 1 except for the atmospheric gas.
図５は、比較例２において、各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量と測定時間との関係を示す。図５に示す石炭Ａ〜Ｇの重量増加量の挙動は、図３に示す重量増加量の挙動とまったく異なる。このため、図５では、任意の測定時間における各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量を把握しても、上記表２の参考例に示す発火開始時間との間で相関を持たせることができず、石炭Ａ〜Ｇの重量増加量に基づいて、石炭Ａ〜Ｇの自然発火性を適切に評価することができない。 FIG. 5 shows the relationship between the amount of weight increase of each coal A to G and the measurement time in Comparative Example 2. The behavior of the weight increase amount of coals A to G shown in FIG. 5 is completely different from the behavior of the weight increase amount shown in FIG. For this reason, in FIG. 5, even if it grasps | ascertains the weight increase amount of each coal AG in arbitrary measurement time, it cannot have correlation with the ignition start time shown in the reference example of the said Table 2. Based on the weight increase amount of coals A to G, the pyrophoric properties of coals A to G cannot be properly evaluated.
特に、石炭Ｄについて、図５に示す重量増加量の挙動では、上記表３に示すように、発火レベルが高レベルであることを判定しにくい。ここで、測定時間が２４０分であるときの各石炭Ａ〜Ｇの重量増加量に着目すると、上記表３に示すように発火レベルの分類を行うことができるが、２４０分まで重量増加量を測定し続けなければならず、自然発火性の評価を迅速に行うことができない。 In particular, regarding the behavior of the weight increase amount shown in FIG. 5 for coal D, it is difficult to determine that the ignition level is high as shown in Table 3 above. Here, focusing on the weight increase amount of each of the coals A to G when the measurement time is 240 minutes, the ignition level can be classified as shown in Table 3 above. Measurement must continue and pyrophoric evaluation cannot be performed quickly.
Claims (6)
前記石炭の重量が増加し始めてから所定時間が経過するまでの間の所定タイミングにおける前記石炭の重量増加量に基づいて、前記石炭の自然発火性の高低に関する評価を行い、
前記所定時間は、前記雰囲気における褐炭の重量増加量がピーク値の９０％に低下するまでの時間であることを特徴とする石炭の自然発火性評価方法。 In an atmosphere where the atmospheric temperature is a predetermined temperature of 60 ° C. or lower and the atmospheric gas is pure oxygen gas, the amount of weight increase of coal is measured by a thermobalance,
Based on the weight increase amount of the coal at a predetermined timing until the predetermined time has elapsed since the start of the weight of the coal, evaluation on the level of pyrophoricity of the coal,
The said predetermined time is time until the weight increase amount of the lignite in the said atmosphere falls to 90% of a peak value, The spontaneous ignition property evaluation method of coal characterized by the above-mentioned.
雰囲気ガスを前記不活性ガスから前記純酸素ガスに変更した後、前記石炭の重量増加量を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭の自然発火性評価方法。 In an inert gas atmosphere, after increasing the atmospheric temperature to a temperature higher than the predetermined temperature, the atmospheric temperature is decreased to the predetermined temperature,
3. The method for evaluating pyrophoricity of coal according to claim 1, wherein an amount of weight increase of the coal is measured after changing the atmosphere gas from the inert gas to the pure oxygen gas. 4.
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- 2015-09-15 JP JP2015182113A patent/JP6586836B2/en active Active
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