JIS K 2301:2011 燃料ガス及び天然ガス―分析・試験方法 | ページ 5

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K 2301 : 2011
6.3.4  データ処理装置
  データ処理装置は,クロマトグラムの成分ピークの面積に比例する信号を数値として表す装置であって,
次の性能をもつものを用いる。
a) 積分感度 1 μV・sにつき1カウント以上のもの。
b) 精度 ガスクロマトグラフと接続し,表6に示す分析条件の下で,空気を3回以上繰り返して分析し
    たとき,窒素と酸素とのピーク計数値の比(N2/O2)の変動係数は±0.5 %のもの。
c) 直線性 入力1 mV以上の測定値に対して±0.1 %のもの。
d) 入力電圧 最大1 000 mVのもの。

6.4 カラム

  カラムは,次による。
a) 管 カラムに用いる管は,銅,ステンレス鋼,ガラスなどで製作し,表5に示す内径及び長さをもち,
    金具によって両端をガスクロマトグラフに緊密に接続できるもの。
b) 充剤 カラム充剤は,分析対象成分に対して必要,かつ,十分な分離能をもつものを用いる。例
    を表5に示す。
                                        表5−カラムの例
          カラムの種類                           カラム充剤                           管
                                        固定相          担体の種類  担体の粒径   内径    長さ
                                                                       μm       mm       m
  充カ    a   合成ゼオライトa)  合成ゼオライト13X形(Na塩)又は合成  177250     2.55    1.53
  ラム                          ゼオライト5A形(Ca塩)
          b   多孔性高分子(ポー多孔性高分子(ポーラスポリマー)                        24
              ラスポリマー)b)
          c   シリカゲル        シリカゲル                                              12
          d   セバコニトリル    セバコニトリル25 %      けい藻土                        810
          e  nPS-DMS           n-プロピルスルホン-ジメチけい藻土     250590     45      1315
                               ルスルホラン(75 : 25)混
                               合液35 %
          f   DOP               フタル酸ビス(2-エチルヘけい藻土     177250     2.55    57
                                キシル)25 %
          g   PEG6000           ポリエチレングリコール  けい藻土                        1.53
                                6000 25 %
          h   シリコーンオイル  DC−200/500 15 %28 %    けい藻土     180300     4.75    0.459
  キャピ  i   吸着/多孔性高分  Al2O3/KCl                                       0.3   50
  ラリー  j   子形              多孔性高分子(ポーラスポリマー)                0.53  25
  カラム  k                     合成ゼオライト5A                                0.53  50
           l 分配形キャピラリ   ジメチルポリシロキサン                          0.32    50
              ーカラム
  注a) 合成ゼオライトには,モレキュラーシーブ13X及びモレキュラーシーブ5Aがある。
    b) 多孔性高分子形(ポーラスポリマー形)充剤は,エチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンとの共重合体
       などからなるポラパックQ,Rなどがある。ポラパックQ,Rは,市販製品の例である。この情報は,この
       規格の利用者の便宜のために掲載するもので,この製品を推奨するものではない。
c) 充方法 内部をよく洗浄し,乾燥した規定の管の一端をガラス綿で軽く塞ぐ。管に振動を与えるか,
    又は吸引しながら,他端からカラム充剤を少量ずつ流入させ,内部に空隙ができないように均一,
    かつ,密に充する。充後,その端もガラス綿で軽く塞ぐ。

――――― [JIS K 2301 pdf 21] ―――――

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d) カラムの空焼き カラムをガスクロマトグラフの規定の位置に接続し,キャリヤーガスを通しながら
    カラム槽の温度を常用の温度より高く(ただし,最高使用温度以下)調整する。調整後,残存溶媒な
    どが除去されるまで空焼きを行う。このとき,カラムの検出器側の一端は,検出器に接続しないでお
    く。
e) カラムの組合せ 試料ガスの全成分を分析するために,対象成分に合わせて数種のカラムを使い分け
    る。カラムの組合せ及び分析条件の例を表6に示す。ただし,試料ガスの全成分の分離溶出が確かめ
    られていれば,他のカラムの組合せ及び分析条件下で分析してよい。
      なお,各成分の分離が添付クロマトグラム例に示された分離と同等の分離であることを確認する方
    法としては,JIS K 0114に規定する方法で分離度を確認することが望ましい。
                              表6−カラムの組合せ及び分析条件の例
  カラ     カラムの種類         分析対象成分                分析条件           標準ガスの分析値
  ム組                                             槽温度   キャリヤー   流量   純ガス  混合標
  合せ                                               ℃        ガス     mL/min          準ガス
 A     合成ゼオライト      H2                    常温70         N2      3060   H2      6.2.1に
       合成ゼオライト      O2,N2,              常温70         He             N2又は  よる。
                           CH4,CO                                             CH4
       nPS−DMS            C2H4,C2H6,CO2,     常温40         He             C3H8
                           C3C6成分
       PEG6000             C6H6,C6H5CH3         常温40         He                −
 B     合成ゼオライト      H2                    常温70         N2      3060   H2
       合成ゼオライト      O2,N2,              常温70         He             N2又は
                           CH4,CO                                             CH4
       多孔性高分子(ポーラC2H6,CO2             50100          He             CO2
       スポリマー)
       セバコニトリル      C3C6成分              常温60         He             C3H8
 C     合成ゼオライト      O2,N2,              常温70         He      3060   CH4
                           CH4,CO
       シリカゲル          C2H4,C2H6,CO2       常温70         He             N2又は
                                                                               CH4
       DOP                 C3C6成分              5070           He             C3H8
 D     合成ゼオライト      H2                    常温70         N2      3060   H2
       合成ゼオライト      O2,N2,              常温70         He             CH4
                           CH4,CO
       多孔性高分子(ポーラC2H4,C2H6,          50100          He             CO2
       スポリマー)        CO2
       吸着形キャピラリー  C3C6成分,C6H6,      100→200       He       23    C3H8
       カラム(Al2O3/KCl) C6H5CH3               昇温
 E     合成ゼオライト      H2,He,              40200          Ar        30      −
                           O2,N2
       多孔性高分子(ポーラN2,CO2,             40200          He        30      −
       スポリマー)        C1C8成分
 F     シリコーンオイル    C6+成分               70150          He        40      −
       シリコーンオイル    N2,CO2,             70150          He                −
                           C1C8成分
 G     シリコーンオイル    C6+成分               70105          He        28      −
       シリコーンオイル    C3C5成分              70105          He                −

――――― [JIS K 2301 pdf 22] ―――――

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                          表6−カラムの組合せ及び分析条件の例(続き)
  カラ     カラムの種類         分析対象成分                分析条件           標準ガスの分析値
  ム組                                             槽温度   キャリヤー   流量   純ガス  混合標
  合せ                                               ℃        ガス     mL/min          準ガス
 G     シリコーンオイル    N2,CO2,             70105          He        28      −   6.2.1に
                           CH4,C2H6                                                   よる。
 H     吸着形キャピラリー  CO2,                 40140          Ar         4      −
       カラム[多孔性高分子C2C3成分
       (ポーラスポリマ
       ー)]
       吸着形キャピラリー  H2,He,O2,          40140          Ar                −
       カラム(合成ゼオライN2,CH4,CO
       ト5A)
       分配形キャピラリー  C3C6+成分             35240          N2       0.6      −
       カラム(ジメチルポリ
       シロキサン)

6.5 試料採取方法

  試料ガスは,箇条5によって採取する。

6.6 分析手順

  分析は,次の手順による。
a) ガスクロマトグラフの調整 分析に先立ち,構成機器の取扱説明書に従ってガスクロマトグラフを調
    整しておく。
b) ガスクロマトグラフの安定化 感度切換装置を測定する条件に設定した後,記録計を始動させ,基線
    のドリフトが,10分間に記録計フルスケールの1 %以下になるまで,ガスクロマトグラフを安定させ
    る。
c) ガスクロマトグラフの安定性の確認 標準ガスを,試料計量管に採取し,試料導入装置の流路を切り
    換えてカラムに導入し,記録計又はデータ処理装置にクロマトグラムを記録させる。この操作を2回
    繰り返し,最も大きいピークについてその2回のピークの高さの差又はデータ処理装置の計数値の差
    が,その高さ又は計数値の1 %以下であることを確かめる。1 %を超えるときは,試料計量管内の置換
    の不完全,試料導入装置の漏れ,試料導入操作の不確実などが考えられるので,それらを確認する必
    要がある。
      記録計を用いる場合は,感度切換装置を適宜切り換えて,成分ピークが記録紙上で適切な大きさに
    なるように調整する。
d) 標準ガスの導入 c)と同様の操作によって,標準ガスを導入し,クロマトグラムを記録させる。この
    操作はc)の操作と兼ねることができるが,1日の分析の始め又は分析条件が変わったときには,少な
    くとも1回行うことが望ましい。また,純ガスを用いる方法は,一般に体積分率80 %以上の成分に対
    して用い,体積分率10 %以上体積分率80 %未満の成分に対しては,ガスクロマトグラフの直線性を
    JIS K 0055に基づき定期的に確認し,分析する。
e) 試料ガスの導入 試料ガス容器又は導管を試料導入装置に接続し,試料計量管に試料ガスを流して置
    換した後,試料導入装置の流路を切り換えて試料ガスをカラムに導入し,クロマトグラムを記録させ
    る。
      記録計を用いる場合は,感度切換装置を適宜切り換えて,成分ピークが記録紙上で適切な大きさに

――――― [JIS K 2301 pdf 23] ―――――

                                                                                             21
                                                                                   K 2301 : 2011
    なるように調整する。
f)  成分の同定 e)によって得られたクロマトグラムは,成分既知の試料を用いて保持時間を比較するか,
    又は図8図17を参考にして,ピークごとにそれぞれの成分の同定を行う。
g) ピーク面積の測定 クロマトグラムに現れた標準ガス及び各分析対象成分のピーク面積は,次に示す
    方法で測定する。ただし,キャピラリーカラムによって分離した場合は,データ処理装置を用いる方
    法でピーク面積を測定する。
  1) データ処理装置を用いる方法 データ処理装置に表示された計数値(カウント)をもって,ピーク
      面積値とする。
  2) 半値幅法 得られたクロマトグラムのピークは,図7に示すように,ピーク高さについては0.5 mm
      まで,半値幅については0.1 mmまで,副尺付き長さ計を用いて正確に読み取り,次の式によって
      ピーク面積(A)を計算する。
                        A=w×h×R
                      ここに,    A :  ピーク面積(mm2)
                                  w :  ピーク半値幅(mm)
                                  h :  ピーク高さ(mm)
                                  R :  感度切換装置の減衰比
                   図7−半値幅法によるピーク面積測定法(対称的ピークの場合)

6.7 計算

6.7.1  各成分濃度の算出
  各成分の濃度は,次に示す方法で求める。
a) 混合標準ガスを用いる場合 計算は,次の方法による。
  1) 混合標準ガスに含まれる成分を算出するときは,次の式による。
                              Ai Pi
                        CV´i
                               ASi
                      ここに, C'Vi :  試料ガス中の成分iの算出濃度[体積分率(%)]
                                 Ai :  試料ガス中の成分iのピーク面積(mm2又はカウント)
                                 Pi :  混合標準ガス中の成分i濃度[体積分率(%)]
                                 ASi :  混合標準ガス中の成分iのピーク面積(mm2又はカウント)
  2) 混合標準ガスに含まれない成分を算出するときは,次の式による。
                              Ai  fi CVS
                        CV´i
                                  AS
                      ここに, C'Vi :  試料ガス中の成分iの算出濃度[体積分率(%)]
                                 Ai :  試料ガス中の成分iのピーク面積(mm2又はカウント)
                                  fi :  基準となる成分に対する成分iの補正係数

――――― [JIS K 2301 pdf 24] ―――――

22
K 2301 : 2011
                                CVS :  混合標準ガス中の基準となる成分の濃度[体積分率(%)]
                                 AS :  混合標準ガス中の基準となる成分のピーク面積(mm2又はカ
                                       ウント)
        ただし,成分iの補正係数(fi)は,装置及び条件によって多少変動することがあるので,通常実
      測した値を用いる。特に支障のない場合には,表7又は表8の補正係数を用いてもよい。
        天然ガスなどに含まれる可能性のあるC6以上の高沸点炭化水素を,バックフラッシング操作を用
      いて,一括してC6+として定量した場合に,パラフィン類が主成分のときは,ヘキサンとみなし,
      芳香族炭化水素類が主成分のときは,ベンゼンとみなして,計算する。
b) 純ガスを用いる場合 純ガスを標準ガスとする場合の計算は,次による。
                              Ai P
                        CV´i
                               AS
                      ここに, C'Vi :  試料ガス中の成分iの算出濃度[体積分率(%)]
                                 Ai :  試料ガス中の成分iのピーク面積(mm2又はカウント)
                                  P :  純ガスの純度[体積分率(%)]
                                 AS' :  純ガスのピーク面積(mm2又はカウント)
6.7.2  各成分濃度のノーマライゼーション
  6.7.1によって各成分の算出濃度の総和を求め,その総和が体積分率98.00 %体積分率102.00 %の範囲
内にあるときは,次の式によって各成分の分析値を算出する。
  各成分の算出濃度の総和が体積分率98.00 %体積分率102.00 %の範囲を外れるときは,装置の調整,
分析操作若しくは計算に重大な誤りがあるか,又は分析対象成分以外の他の成分が存在することがあるた
め,十分に確認する必要がある。
                               C´Vi
                        CVi          100
                              Σ C´Vi
                      ここに,   CVi :  試料ガス中の成分iの分析値[体積分率(%)]
                                 C'Vi :  試料ガス中の成分iの算出濃度[体積分率(%)]
                                ΣC'Vi :  各成分の算出濃度の総和[体積分率(%)]

――――― [JIS K 2301 pdf 25] ―――――

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