ISO/TS 20048-1:2020 固体バイオ燃料—ガス放出および酸素枯渇特性の決定—パート1:密閉容器を使用してガス放出および酸素枯渇を決定するための実験室法 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)

この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を 参照)

本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。

規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。
www.iso.org/iso/foreword.html

この文書は ISO/TC 238 「固体バイオ燃料」技術委員会によって作成されました。

ISO 20048 シリーズのすべての部品のリストは、ISO の Web サイトでご覧いただけます。

導入

固体バイオ燃料、特にペレット状バイオ燃料の生産、保管、取り扱い、大量輸送、使用は世界的に継続的に増加しています。

固体バイオ燃料の特定の物理的および化学的特性、その取り扱いおよび保管は、火災および/または爆発の危険に加えて、一酸化炭素への曝露による中毒、酸素欠乏またはアレルギー反応による窒息などの健康上の危険につながる可能性があります。 。

密閉空間に保管されたペレットやバイオマスからの放出は、一酸化炭素 (CO) や酸素欠乏への曝露による重大な健康リスクを表します。 CO 排出量と酸素レベルを組み合わせて定量化することで、リスクを評価できることが重要です。この文書では、特定の品質のペレットまたはバイオマスが CO, CO 2 、CH 4を放出する傾向、および保管環境内の酸素の減少を推定する方法について説明します。密閉空間では、ガス組成により有毒な雰囲気や爆発性雰囲気が生じる可能性があります。

バイオマスの種類、材料の古さ、および周囲温度は、ガス排出のダイナミクスに影響を与えます。作業環境における CO と酸素のレベルが十分に理解されていない限り、労働者には固有のリスクが存在し、責任に影響を及ぼします。

この文書は、バイオマスの閉鎖貯蔵所で放出される永久ガスの酸素枯渇と組み合わせたオフガスの排出および枯渇係数および排出および枯渇率を測定するための方法論を規定する。

運用計画のための CO の予備スクリーニングに使用される方法は、現在 ISO/TC 238/WG 7 内で開発中です。 ISO/CD 20048-2:2018 発行時の段階。

この文書で説明されている方法では、高感度ガスクロマトグラフィーを使用してガスのスペクトルとその相対濃度を特定し、バイオマスの屋内保管中に不健康な状態が発生する可能性を予測できます。ガス種と濃度の検出感度は、クロマトグラフィー機器の感度によってのみ制限されます。この方法により、さまざまな保管温度でのバイオマスの各ガス種の排出および枯渇係数、および排出および枯渇率の推定が可能になります。

このメソッドのガス機器分析部分では、ガス種の特定と、労働衛生目的で開放保管スペースでサンプリングされたガスの濃度の決定も可能になります (付録 C)

1 スコープ

この文書は、ペレットや練炭などの高密度化材料やチップなどの非高密度化材料を含む、木質バイオマスおよび非木質バイオマスからのオフガス (永久ガス) と酸素欠乏を測定する方法を定義します。この方法は、焙焼材料や炭化材料などの熱処理材料にも適用できます。

密閉された試験容器内のサンプルから放出されるさまざまなガス種の放出および減少係数、および放出および減少速度は、ガスクロマトグラフィーによって測定されます。

排出係数と消耗係数、および排出係数と消耗速度は、作業者が密閉された雰囲気にさらされる可能性のwhere 空間でガス濃度を許容暴露レベル (PEL) 以下に保つための換気要件の指針を提供します。

2 規範的参照

以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 16559, 固体バイオ燃料 - 用語、定義、説明
  • ISO 18135, 固体バイオ燃料 — サンプリング
  • ISO 14780, 固体バイオ燃料 — サンプル調製
  • ISO 17827-2, 固体バイオ燃料 — 非圧縮燃料の粒度分布の測定 — Part 2: 口径 3.15 mm 以下のふるいを使用する振動ふるい法
  • ISO 17828, 固体バイオ燃料 - かさ密度の決定
  • ISO 18134-1, 固体バイオ燃料 — 水分含量の測定 — オーブン乾燥法 — Part 1: 総水分 — 参照法
  • ISO 18134-2, 固体バイオ燃料 — 水分含量の測定 — オーブン乾燥法 — Part 2: 総水分 — 簡易法
  • ISO 18846, 固体バイオ燃料 — ペレットの量に含まれる微粒子含有量の決定
  • ISO 18847, 固体バイオ燃料 — ペレットおよび練炭の粒子密度の測定

3 用語と定義

この文書の目的としては、ISO 16559 および以下に示されている用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1

排出係数

体積内の他のガスに対するあるガス種のパーセントで表した濃度で、所定の温度で放出する物質のキログラム当たりのグラム数で表されます。

3.2

消耗係数

体積内の他のガスに対するあるガス種のパーセントで表した濃度で、特定の温度で減少する物質のキログラム当たりのグラム数で表されます。

3.3

排出率

体積内の他のガスに対するガス種のパーセントで表した濃度。指定された温度で放出される物質の 1 日あたりのグラム/キログラムで表されます。

3.4

枯渇率

体積内の他のガスに対するあるガス種のパーセントで表した濃度で、特定の温度で減少する物質の 1 日あたりのグラム/キログラムで表されます。

3.5

ppmv

体積ベースの百万分率

3.6

ガスクロマトグラフ

GC

分解せずに蒸発させることができる化合物を分離および分析するために分析化学で使用される機器

3.7

許容暴露レベル

ペル

空気中の物質の量または濃度に対する規制制限

注記 1:これは通常、8 時間の時間加重平均に基づいていますが、一部は短期暴露限度に基づいています。

参考文献

1Kuang Xingya, Tumuluru Jaya Shankar, Sokhansanj Shahab, Lim C. Jim, Bi Xiaotao T.、Melin Staffan, 2009 年。保管された木質ペレットからのオフガス排出に対するヘッドスペース容積比と酸素レベルの影響。労働衛生年報53(8):807-813
2Kuang Xingya, Tumuluru Jaya Shankar, Bi Xiaotao T.、Lim C. Jim, Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, 2009 年。保管された木質ペレット中のオフガス排出量の割合とピーク濃度 - 温度、相対湿度、ヘッドスペース容積に対する感度。労働衛生年報53(8):789-796
3Kuang Xingya, Tumuluru Jaya Shankar, Bi Xiaotao T.、Lim C. Jim, Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, 2008 年。保管された木質ペレットからのオフガス排出の特性評価と動力学研究。労働衛生年報52(8):675-683
4Guo Wendi, Lim Jim, Bi Xiaotao, Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, 木質ペレットの有効熱伝導率と比熱の測定。エルゼビア燃料 2012.08.037
5Melin Staffan, 木質ペレットからの空中浮遊塵の爆発性と可燃性のテスト。カナダ木質ペレット協会、2013 年 5 月 5 日
6Svedberg Urban, Högberg Hans-Erik, Högberg Johan, Galle Bo, 木質ペレットの保管からのヘキサナールと一酸化炭素の排出、潜在的な職業的および家庭内危険。労働衛生年報、第 48 巻、第 4 号、339 ~ 349 ページ、2004 年
7Mohsenin NN, 198植物および動物材料の物理的特性、Gordon および Breach Scパブリッシャーズ、ニューヨーク

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 238, Solid biofuels.

A list of all parts in the ISO 20048 series can be found on the ISO website.

Introduction

There is a continuous global growth in production, storage, handling, bulk transport and use of solid biofuels especially in the form of pelletized biofuels.

The specific physical and chemical characteristics of solid biofuels, their handling and storage can lead to a risk of fire and/or explosion, as well as health risks such as intoxication due to exposure to carbon-monoxide, asphyxiation due to oxygen depletion or allergic reactions.

Emission from pellets or biomass stored in enclosed space represents a significant health risk due to exposure to carbon-monoxide (CO) and oxygen depletion. It is important to be able to assess the risk by quantifying the emission of CO in combination with oxygen level. This document describes a method for estimating the propensity of a particular quality of pellets or biomass to emit CO, CO2, CH4 as well as the depletion of oxygen within the stored environment. In a confined space, the gas composition can result in a toxic as well as explosive atmosphere.

Biomass species, age of the material as well as the ambient temperature impacts the dynamics of the gas emissions. Unless the level of CO and oxygen levels are well understood in an operating environment, there are inherent risk for workers, which have implications for liability.

This document specifies the methodology for measuring the emission and depletion factor and emission and depletion rate of off-gassing in combination with oxygen depletion for permanent gases emitted in an enclosed storage for biomass.

NOTE A method to be used in preliminary screening of CO for operational planning is currently under development within ISO/TC 238/WG 7. Stage at the time of publication ISO/CD 20048-2:2018.

The method described in this document uses highly sensitive gas chromatography to be able to identify the spectrum of gases and their relative concentration to predict the potential for unhealthy conditions during indoor storage of biomass. The sensitivity for detection of gas species and concentrations is only limited by the sensitivity of the chromatographic instrument. The method allows for estimation of emission and depletion factor and emission and depletion rate for each gas species of biomass at different storage temperatures.

The gas instrument analysis part of the method also allows for identification of gas species and determination of concentrations of gases sampled in open storage spaces for occupational hygiene purposes (Annex C).

1 Scope

This document defines a method for determination of off-gassing (permanent gases) and oxygen depletion from woody as well as non-woody biomass, including densified materials such as pellets and briquettes, as well as non-densified materials such as chips. The method is also applicable for thermally treated materials, including torrefied and carbonized materials.

The emission and depletion factor and emission and depletion rate for various gas species emitted from sample within a closed test container is determined by means of gas chromatography.

The emission and depletion factor and emission and depletion rate provide guidance for ventilation requirements to keep gas concentrations below Permissible Exposure Levels (PEL) in spaces where workers can be exposed to the enclosed atmosphere.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 16559, Solid biofuels — Terminology, definitions and descriptions
  • ISO 18135, Solid biofuels — Sampling
  • ISO 14780, Solid biofuels — Sample preparation
  • ISO 17827-2, Solid biofuels — Determination of particle size distribution for uncompressed fuels — Part 2: Vibrating screen method using sieves with aperture of 3,15 mm and below
  • ISO 17828, Solid biofuels — Determination of bulk density
  • ISO 18134-1, Solid biofuels — Determination of moisture content — Oven dry method — Part 1: Total moisture — Reference method
  • ISO 18134-2, Solid biofuels — Determination of moisture content — Oven dry method — Part 2: Total moisture — Simplified method
  • ISO 18846, Solid biofuels — Determination of fines content in quantities of pellets
  • ISO 18847, Solid biofuels — Determination of particle density of pellets and briquettes

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16559 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

emission factor

concentration in percent of a gas species relative to other gases in a volume and expressed in gram per kilogram of the substance emitting at a given temperature

3.2

depletion factor

concentration in percent of a gas species relative to other gases in a volume and expressed in gram per kilogram of the substance depleting at a given temperature

3.3

emission rate

concentration in percent of a gas species relative to other gases in a volume and expressed in gram per kilogram per day of the substance emitting at a given temperature

3.4

depletion rate

concentration in percent of a gas species relative to other gases in a volume and expressed in gram per kilogram per day of the substance depleting at a given temperature

3.5

ppmv

parts per million on volume basis

3.6

gas chromatograph

GC

instrument used in analytical chemistry for separating and analysing compounds that can be vapourized without decomposition

3.7

Permissible Exposure Level

PEL

regulatory limit on the amount or concentration of a substance in the air

Note 1 to entry: This is usually based on an eight-hour time weighted average, but some are based on short-term exposure limits.

Bibliography

1Kuang Xingya,, Tumuluru Jaya Shankar, Sokhansanj Shahab, Lim C. Jim , Bi Xiaotao T., Melin Staffan , 2009. Effects of Headspace Volume Ratio and Oxygen Level on Off-gas Emissions from Stored Wood Pellets. Annals of Occupational Hygiene 53(8):807-813
2Kuang Xingya, Tumuluru Jaya Shankar, Bi Xiaotao T. , Lim C. Jim , Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, 2009. Rate and peak concentrations of off-gas emissions in stored wood pellets—sensitivities to temperature, relative humidity, and headspace volume. Annals of Occupational Hygiene 53(8):789-796
3Kuang Xingya, Tumuluru Jaya Shankar, Bi Xiaotao T. , Lim C. Jim , Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, 2008. Characterization and kinetics study of off-gas emissions from stored wood pellets. Annals of Occupational Hygiene 52(8):675-683
4Guo Wendi, Lim Jim, Bi Xiaotao, Sokhansanj Shahab, Melin Staffan, Determination of Effective Thermal Conductivity and Specific Heat of Wood Pellets. Elsevier Fuels 2012.08.037
5Melin Staffan, Testing of explosibility and flammability of air-borne dust from wood pellets. Wood Pellet Association of Canada, May 5, 2013
6Svedberg Urban, Högberg Hans-Erik, Högberg Johan, Galle Bo, Emission of hexanal and carbon monoxide from storage of wood pellets, a potential occupational and domestic hazard. Annals of Occupational Hygiene, vol 48, No 4, pages 339-349, 2004
7Mohsenin N.N., 1986. Physical properties of plant and animal materials, Gordon and Breach Sci. Publishers, New York