JIS M 8819:1997 石炭類及びコークス類―機器分析装置による元素分析方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            M 8819 : 1997

石炭類及びコークス類−機器分析装置による元素分析方法

Coal and coke−Mechanical methods for ultimate analysis

1. 適用範囲 この規格は,機器分析装置による石炭類及びコークス類の炭素・水素・窒素を単独に定量
する方法,又はそれらの2成分若しくは3成分を同時に定量する方法,並びに全硫黄・灰中の硫黄を単独
に定量する方法について規定する。
    備考1. 木炭及びれん(煉)炭類の分析にこの規格を準用することができる。
         2. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS K 8088 硫黄(試薬)
    JIS M 0104 石炭利用技術用語
    JIS M 8810 石炭類及びコークス類−サンプリング,分析並びに試験方法の通則
    JIS M 8811 石炭類及びコークス類のサンプリング方法並びに全水分・湿分測定方法
    JIS M 8812 石炭類及びコークス類−工業分析法
    JIS Z 8401 数値の丸め方
    JIS Z 8402 分析・試験の許容差通則
2. 要旨
2.1   炭素・水素・窒素定量方法 炭素・水素・窒素の定量は,試料を酸素又は酸素含有キャリヤーガス
気流中で燃焼させ,生成するガスを触媒及び還元剤を用いて二酸化炭素,水蒸気,窒素に変化させた後,
ガス分析部に導いて各成分を測定し,無水試料に対する質量百分率を求めて炭素・水素・窒素とする。
2.2   全硫黄・灰中の硫黄定量方法 全硫黄及び灰中の硫黄の定量は,試料を酸素気流中で燃焼又は熱分
解し,生成するガスをガス分析部に導いて硫黄酸化物を測定し,試料に対する質量百分率を求めて全硫黄
及び灰中の硫黄とする。
3. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS M 0104による。
4. 試料
4.1   石炭類及びコークス類の試料は,JIS M 8811の4.6(気乾)によって調製した気乾試料を用いる。
    備考1. 石炭類及びコークス類の試料について,粒子個々の成分不均一に起因する測定誤差を小さく
            する必要がある場合には,150          下に粉砕することが望ましい。
         2. 気乾試料は密栓して保管すれば,少なくとも7日間は水分がほとんど変化しないから,各成
            分の分析の際に,毎回気乾試料水分を測定する必要はない。

――――― [JIS M 8819 pdf 1] ―――――

2
M 8819 : 1997
4.2   灰類の試料は,JIS M 8815に規定する第1類の灰又は第2類の灰を用いる。
    備考1. 第1類の灰とは,石炭類及びコークス類の気乾試料の最適量をJIS M 8812の5.(灰分定量方法)
            によって灰化した灰である。第1類の灰は,めのう乳鉢で指頭に感じなくなるまで(約75  
            以下)微粉砕し,さらに815±10℃で30分間再強熱した後,デシケーター中に保存する。
         2. 試料の灰化時に,試料層の厚さ,電気炉の通風度及び昇温速度は,JIS M 8812の5.の規定を
            守らなければならない。特に,硫黄分及びカルシウム分の多い石炭試料の場合には,上記の
            規定が守られていないと灰化の過程で灰中に固定される硫黄分の量が著しく多くなることが
            あるので注意しなければならない。
         3. 第2類の灰とは,燃焼機器において石炭類及びコークス類によって生成した灰である。第2
            類の灰は,めのう乳鉢で指頭に感じなくなるまで微粉砕し,さらに完全に灰化してもよい。
            ただし,その旨を明記しなければならない。
5. 装置及びはかり
5.1   炭素・水素・窒素定量装置 炭素・水素・窒素定量装置は,ガス精製部,試料燃焼部,還元部,混
合定容部,分離検出部,記録部などの各部分からなる。
(1) ガス精製部 酸素ボンベ,ヘリウムボンベから供給する酸素,ヘリウムの圧力及び流量が調節でき,
    かつ,酸素,ヘリウム中に含まれる炭素酸化物,有機ガス,水など測定に妨害となる成分が除去でき
    るもの。
(2) 試料燃焼部 燃焼炉温度 (8001 100℃) ,燃焼時間,酸素流量を調節して,試料を完全に燃焼させる
    条件が選択でき,かつ,触媒を用いて各成分の酸化を完全に行い,除去剤によって硫黄,ハロゲンな
    どの妨害成分が除去できるもの。
(3) 還元部 還元炉温度 (450700℃) が調節でき,還元剤を用いて窒素酸化物が完全に還元できるもの。
(4) 混合定容部 精製ガスを混合均一化し,一定容積にできるもの。ポンプ方式,混合方式などがある。
(5) 分離検出部 精製ガス中の目的成分を分離し,その成分濃度に比例する物性値を得ることができるも
    の。分離方式には,選択吸収方式,クロマトグラフ方式などがあり,検出方式には,熱伝導方式,赤
    外線吸収方式などがある。
(6) 記録部 分離検出部で得られた物性値を,そのまま又は測定値に換算して指示記録できるもの。
5.2   全硫黄・灰中の硫黄定量装置 全硫黄・灰中の硫黄定量装置は,試料燃焼部,硫黄酸化物検出部,
記録部などの各部分からなる。
(1) 試料燃焼部 燃焼炉温度が約1 350℃以上のもの。触媒を加え硫黄酸化物を完全に熱分解できる場合に
    は,1 350℃以下でもよい。
(2) 硫黄酸化物検出部 燃焼ガス中の硫黄酸化物の濃度に比例する物性値を検出できるもの。赤外線方式,
    電量滴定方式などがある。
(3) 記録部 検出部で得られた物性値を,そのまま又は測定値に換算して指示記録できるもの。
5.3   はかり はかりは,JIS M 8810に規定するもの。試料はかり取り量は,原則として有効数字4けた
以上とする(1)。
    注(1) 装置によっては,4けた以上はかり取れない専用のはかりが附属しているものがある。ただし,
          このはかりを用いて測定を行い,7.2の性能が得られれば使用してもよい。
5.4   装置の設置場所 装置の設置場所は,装置の安定性を確保するため,少なくとも次のような条件を
備えることが望ましい。

――――― [JIS M 8819 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                   M 8819 : 1997
(1) 直射日光を受けないこと。
(2) 湿度が低く変化が小さいこと。
(3) 温度変化が小さいこと。
(4) 腐食性ガスやほこりが少ないこと。
(5) 振動が少ないこと。
(6) 電源の電圧及び周波数の変動が小さいこと。
(7) 電気雑音が小さいこと。
(8) 接地点があること。
6. 操作 操作は,定量装置の取扱説明書の手順によって行う。
7. 装置の校正
7.1   校正方法 校正は,装置の取扱説明書の校正方法に従って正確に行う。校正後,校正用標準物質を
測定し,標準値と測定値との許容差が表1に示す値以内の場合は,試料の測定を行ってもよい(2)。超えた
場合には,定量装置及び操作の検討を行い再校正する。
    注(2) 標準試薬を用いて校正し,標準試料を測定した場合には,標準試料の認証値の限界内であれば
          よい。
                      表1 校正後に測定する標準物質の標準値に対する許容差
                                                                         単位%
                        成分                区分           標準値に対する許容差
                炭素                         −                   0.2
                水素                         −                   0.11
                窒素                         −                   0.04
                全硫黄・灰中の硫黄             1.00以下           0.03
                                     1.00を超え2.00以下           0.05
                                     2.00を超えるもの             0.07
7.2   校正時期 校正は,次のいずれかの場合に行わなければならない。
    備考1. 校正用標準物質を2回測定し,表2の許容差 (n=2) を超えない2回の測定の平均値を求め,標
            準値との差が表2に示す値を超えないときは,校正を行わず試料の測定を行ってもよい。
         2. 測定値は,電源,実験室(分析室)の環境,検出部などの要因によって変動する。校正用標
            準物質の標準値と測定値との差が,表1に示す値以内で測定できる時間を調べ,その時間を
            超えない周期で装置を校正する。
(1) 測定開始時。
(2) 定量装置を長時間連続して使用したとき。
(3) 燃焼管及びその充てん物,還元管及びその充てん物を交換したとき。

――――― [JIS M 8819 pdf 3] ―――――

4
M 8819 : 1997
                  表2 再校正しないでよい場合の標準物質の標準値に対する許容差
                                        (2回測定平均値と標準値の差,単位 %)
                        成分                区分           標準値に対する許容差
                炭素                         −                   0.2
                水素                         −                   0.08
                窒素                         −                   0.03
                全硫黄・灰中の硫黄             1.00以下           0.02
                                     1.00を超え2.00以下           0.04
                                     2.00を超えるもの             0.05
7.3   校正用標準物質 校正用標準物質は,次のいずれかによる。
(1) 炭素・水素・窒素測定用
  (a) アセトアニリド(元素分析用)(3)
  (b) 馬尿酸(元素分析用)(3)
  (c) アンチピリン(元素分析用)(3)
  (d) 安息香酸(元素分析用)(3)
  (e) 石炭又はコークス標準試料
  (f) 重油標準試料(4)
(2) 硫黄測定用
  (a) 硫黄(5)又はスルファニルアミド(元素分析用)(3)と黒鉛粉末(6)とを量り採って混合し,使用目的に
      合った含量に調整したもの。
  (b) 石炭又はコークス標準試料(7)
    注(3) 例えば,有機元素分析研究懇談会委員会で純度を保証したもの。
      (4) 例えば,窒素分析用として,社団法人石油学会で認定したもの。
      (5)   IS K 8088に規定する純度99.99%以上の結晶性又はか(顆)粒状の試薬をめのう乳鉢で押しつ
          ぶし,デシケータ中で24時間以上静置したもの。
      (6) 例えば,発光分光分析電極用黒鉛粉末などで,硫黄が検出されないもの。
      (7) 例えば,社団法人日本エネルギー学会などで作製したもの。
    参考 石炭の標準試料には,例えば,National Institute of Standards and Technology (NIST), USAで作製
          したものがあり,コークスの標準試料には,例えば,The Community Bureau of Reference (BCR),
          ECで作製したものがある。
7.4   校正点の選定
(1) 1点で校正する場合には,校正用標準物質の使用目的含量が,試料よりもやや多くなるようにする。
(2) 2点で校正する場合には,校正用標準物質の使用目的含量が,一つは試料よりもやや多く,他の一つ
    は試料よりも少なくなるようにする(8)。
(3) 3点以上で校正する場合には,校正用標準物質の使用目的含量が,一つは試料よりもやや多く,他の
    一つは試料よりも少なく,その他は先の2点間にほぼ等間隔になるようにする(8)。
    注(8) 試料採取量を変えてもよい。
8. 装置の性能
8.1   性能試験 装置の性能試験は,設置時及び設置後その性能が維持できる期間(9)を超えないように,
また,修理後などにも行わなければならない。

――――― [JIS M 8819 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                   M 8819 : 1997
    注(9) 装置の使用方法,使用頻度などに応じ,性能試験実施時期を決めておく必要がある。少なくと
          も1年を超えない期間を周期として行うことが望ましい。
8.2   性能 定量装置は,次の性能を備えていなければならない。
(1) 精度 精度は,装置の校正に用いた標準物質の最高含量の約半量を含む試料を調製し(8),短時間に引
    き続き数回測定して(10),異常値を除いた後標準偏差で表す(11)。得られた標準偏差は,表3に示す値
    を超えてはならない。
    注(10) 同一条件下で,8回以上測定することが望ましい。
      (11) 異常値は,JIS Z 8402の附属書4(共同実験結果の予備解析に用いる統計的方法)によって検定
          し,有意(危険率5%)となった場合は棄却する。
                               表3 得られた標準偏差の許容差限界
                                                                       単位 %
                        成分                区分                標準偏差
                炭素                         −                   0.108 3
                水素                         −                   0.054 2
                窒素                         −                   0.021 7
                全硫黄・灰中の硫黄            1.00以下            0.014 4
                                     1.00を超え2.00以下           0.025 3
                                     2.00を超えるもの             0.036 1
(2) 真度 標準値 (       ‰     1)で得られた平均値             ‰       は,次の式によって求めた値を超えてはな
    い。詳細は,JIS Z 8402の附属書6(単一試験室の日常試験方法の真度を検討する方法)を参照する。
                               0.2
                          −x≦
                                  n
                      ここに,           表3に示す標準偏差
                                 n :  (1)で標準偏差を求めた測定回数
(3) 安定性 校正用標準物質の標準値とこれを測定した測定値との差。初めに装置を校正したときから,
    次に校正するまでの間,表1に示す値を超えてはならない。
9. 測定値の算出 それぞれの元素の測定値は,装置に附属した算出方法によって求めた数値を,炭素は,
小数点以下1けたに,水素・窒素・全硫黄及び灰中の硫黄は,JIS Z 8401によって小数点以下2けたに丸
める。
                                   100
                        C=Cad
                                 100−Ms
                                  Ms      100
                         H= Had−
                                   9    100−Ms
                                   100
                         N=Nad
                                 100−Ms
                                    100
                        TS=TSad
                                  100−Ms
                      ここに,    C :  試料中の炭素(無水ベース,%)
                                 Cad :  装置に附属した算出方法によって求めた炭素(気乾ベー
                                        ス,%)
                                  H :  試料中の水素(無水ベース,%)
                                 Had :  装置に附属した算出方法によって求めた水素であって,水

――――― [JIS M 8819 pdf 5] ―――――

次のページ PDF 6