(57)【要約】      （修正有）【課題】少量の石炭試料を用いて低温からの石炭の自然発熱性の評価を短時間で行うことができる装置及び方法を提供する。【解決手段】石炭粉砕試料を収容する内容器１６及び内容器１６を収容する外容器１７を具備する試料容器１２と、石炭粉砕試料の温度を測定する試料温度測定手段２２と、試料容器１２を収容すると共に、石炭粉砕試料の温度に追従して槽内の温度を調整する加温槽と、試料容器１２の内容器１６に、石炭粉砕試料の温度に追従して温度を調整した酸素含有ガスを供給する酸素供給手段２０，２１とを備えており、内容器１６が外容器１７に比して熱容量が小さい容器であると共に、内容器１６の上部が開放状態で外容器１７に収容されている。【選択図】図３
2019066296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭粉砕試料を収容する内容器及び該内容器を収容する外容器を具備する試料容器と、
前記試料容器の内容器内の石炭粉砕試料の温度を測定する試料温度測定手段と、
前記試料容器を収容すると共に、石炭粉砕試料の温度に追従して槽内の温度を調整する加温槽と、
前記試料容器の内容器に、石炭粉砕試料の温度に追従して温度を調整した酸素含有ガスを供給する酸素供給手段と、
を備えた石炭の自然発熱性を評価する装置であって、
前記試料容器の内容器が外容器に比して熱容量が小さい容器であると共に、内容器の上部が開放状態で外容器に収容されていることを特徴とする石炭自然発熱性評価装置。
【請求項２】
加温槽における熱媒体が気体であることを特徴とする請求項１記載の石炭自然発熱性評価装置。
【請求項３】
内容器の熱容量が、０．５〜１０．０Ｊ／Ｋであることを特徴とする請求項１又は２記載の石炭自然発熱評価装置。
【請求項４】
内容器がアルミニウム材からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
【請求項５】
内容器の容量が、３０〜１２０ｃｍ３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
【請求項６】
外容器が魔法瓶であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
【請求項７】
魔法瓶が市販品であることを特徴とする請求項６記載の石炭自然発熱性評価装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置を用いた石炭の自然発熱性の評価方法であって、
内容器に２０〜８０ｇの石炭粉砕試料を収容し、所定初期温度から所定終期温度へ昇温する時間を測定し、該測定時間より石炭の自然発熱性を評価することを特徴とする石炭自然発熱性評価方法。
【請求項９】
所定初期温度が２０℃〜５０℃の範囲であり、所定終期温度が６０〜１５０℃の範囲であることを特徴とする請求項８記載の石炭自然発熱性評価方法。
【請求項１０】
粉砕後に篩分けしていない石炭粉砕試料を用いることを特徴とする請求項８又は９記載の石炭自然発熱性評価方法。
【請求項１１】
含水率が０％を超え５０％以下の石炭粉砕試料を用いることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか記載の石炭自然発熱性評価方法。
【請求項１２】
含水率が０％の石炭粉砕試料を用いた４０℃から７０℃までの昇温速度値の繰り返し精度が±１０％であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか記載の石炭自然発熱性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭の自然発熱性を評価する装置及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭サイロ等に貯蔵される石炭は、空気中の酸素や水と反応して、発熱し、発火に至る場合があり、火災事故の主な要因となっている。
近年では、高品位炭の供給量の問題や火力発電技術の向上などから、高品位炭のみならず、低品位炭の使用量も増加しているが、この低品位炭は、自然発熱性が高いという問題がある。また、石炭種のみならず、ロット毎にも自然発熱の特性が異なることから、石炭の自然発熱性を事前に評価する方法が渇望されている。
【０００３】
このような石炭の自然発熱性を事前に評価する方法としては、従来、通気口及び試料温度測定手段を備えた試料容器を加温槽中に浸漬し、試料容器中の試料に酸素含有ガスを通じて試料の酸化反応熱を測定する方法であって、試料と接する主要部を気密性を有するフイルム製とした試料収納部を備えた内容器を空気層を介して外容器に納めた二重構造の試料容器を使用する一方、試料容器を収納する加温槽内の温度を、試料収納部内の試料の温度に追従せしめつつ試料の酸化反応熱を測定するようにした方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、現在、海外においては、Ｒ７０法と呼ばれる石炭の自然発熱性を評価する方法が採用されている（非特許文献１参照）。この方法は、断熱オーブンの中で２００ｇ程度の石炭に酸素を一定流量で通気し、４０℃から７０℃へ自然発熱する昇温時間を測定し、その昇温時間に基づいて石炭の自然発熱性を評価する方法である。
【０００５】
また、数ｇの石炭を用い、１１０℃から１８０℃へまでの昇温時間から石炭の自然発熱性を評価する方法（自然発火性試験（ＳＩＴ））も用いられている（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１５０８４７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】B.Beamish et al. Adiabatic testing procedures for determining the self-heating propensity of coal and sample ageing effects, Thermochimica Acta 362 (2000) 79-87.
【非特許文献２】http://www.mcet.co.jp/service/analysis/material/img/pyrophoric_test.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１では、少量の試料で測定することを目的としているが、その少量とは３７０ｇ程度であり（特許文献１の実施例）、試料の十分な低減が図れているとはいえない。すなわち、上記特許文献１の方法において用いる装置の試料容器は２層構造とするなどして保温性を確保しようとしているが、内容器の保温性が十分でなく、３７０ｇ程度の石炭試料を用いないと、低温における石炭試料の自然発熱による昇温を実現することができない。また、加温槽に液体を用いるものであり、大がかりな装置で実用的でない。
【０００９】
また、上記非特許文献１のＲ７０法でも、評価（測定）に必要とされる石炭試料の量が２００ｇ程度と多く、粉砕、乾燥等の前処理に時間を要するという問題がある。また、評価（測定）そのものにも時間を要するという問題がある。したがって、現場において、種々の石炭試料を連続で評価するのに多大な労力を要し、その改善が求められている。
【００１０】
また、非特許文献２の自然発火性試験（ＳＩＴ）では、石炭試料の使用量が微量であるというメリットがあるものの、石炭試料が少なすぎることや、評価（測定）が１１０℃以上の高温で行われるため、石炭が含む水分の影響を評価できず、必ずしも正確な評価とはいえない面がある。また、非常に高価な装置を用いる必要がある。
【００１１】
本発明の課題は、少量の石炭試料を用いて低温からの石炭の自然発熱性の評価を短時間で行うことができる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、現在用いられている手法のうち、自然発火性試験（ＳＩＴ）では、石炭が含む水分の影響を評価することができないことに鑑み、Ｒ７０法の改良を試みた。まず、測定に必要な石炭試料の量が多いというＲ７０法の最大の欠点を改良すべく、種々の検討を行ったが、石炭試料の量を減らすと自然昇温が生じず、評価を行うことができないという問題に直面した。
【００１３】
この問題を解決すべく、本発明者らは、石炭試料の自然昇温に関係する発熱量と抜熱量のうち、抜熱量を低減させることに着目し、種々の検討を行った。その結果、熱容量の小さな小型の内容器に石炭試料を収容すると共に、その内容器の上部を開放した状態で、魔法瓶等の保温性を有する外容器内に収容することにより、少量の試料であっても、４０℃程度の低温で石炭試料に自然昇温が生じることを見いだし、本発明を完成するに至った。具体的には、比熱が小さな材料を用いて作製した壁厚の薄い小型の内容器（熱容量の小さな容器）を用いると共に、さらにその内容器を連通状態で保温性外容器に収容することにより、内容器内に導入された加温ガスが外容器内にも充満して内容器の保温性が十分に確保され、４０℃程度の低温であっても、少量の石炭試料に自然発熱による昇温が生じることを見いだした。
【００１４】
すなわち、本発明は、以下の通りのものである。
［１］石炭粉砕試料を収容する内容器及び該内容器を収容する外容器を具備する試料容器と、前記試料容器の内容器内の石炭粉砕試料の温度を測定する試料温度測定手段と、前記試料容器を収容すると共に、石炭粉砕試料の温度に追従して槽内の温度を調整する加温槽と、前記試料容器の内容器に、石炭粉砕試料の温度に追従して温度を調整した酸素含有ガスを供給する酸素供給手段とを備えた石炭の自然発熱性を評価する装置であって、前記試料容器の内容器が外容器に比して熱容量が小さい容器であると共に、内容器の上部が開放状態で外容器に収容されていることを特徴とする石炭自然発熱性評価装置。
［２］加温槽における熱媒体が気体であることを特徴とする［１］記載の石炭自然発熱性評価装置。
［３］内容器の熱容量が、０．５〜１０．０Ｊ／Ｋであることを特徴とする［１］又は［２］記載の石炭自然発熱評価装置。
［４］内容器がアルミニウム材からなることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
［５］内容器の容量が、３０〜１２０ｃｍ３であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
［６］外容器が魔法瓶であることを特徴とする［１］〜［５］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置。
［７］魔法瓶が市販品であることを特徴とする［６］記載の石炭自然発熱性評価装置。
【００１５】
［８］上記［１］〜［７］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価装置を用いた石炭の自然発熱性の評価方法であって、内容器に２０〜８０ｇの石炭粉砕試料を収容し、所定初期温度から所定終期温度へ昇温する時間を測定し、該測定時間より石炭の自然発熱性を評価することを特徴とする石炭自然発熱性評価方法。
［９］所定初期温度が２０℃〜５０℃の範囲であり、所定終期温度が６０〜１５０℃の範囲であることを特徴とする［８］記載の石炭自然発熱性評価方法。
［１０］粉砕後に篩分けしていない石炭粉砕試料を用いることを特徴とする［８］又は［９］記載の石炭自然発熱性評価方法。
［１１］含水率が０％を超え５０％以下の石炭粉砕試料を用いることを特徴とする［８］〜［１０］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価方法。
［１２］含水率が０％の石炭粉砕試料を用いた４０℃から７０℃までの昇温速度値の繰り返し精度が±１０％であることを特徴とする［８］〜［１１］のいずれか記載の石炭自然発熱性評価方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の石炭自然発熱性評価装置及び石炭自然発熱性評価方法によれば、少量の石炭試料を用いて低温からの石炭の自然発熱性の評価を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】石炭を粉砕して篩分けをした場合の粒度分布、及び石炭を粉砕したのみの場合の粒度分布を比較した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る石炭自然発熱性評価装置の概略全体図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る石炭自然発熱性評価装置の試料容器を示す図である。
【図４】本発明の評価方法とＲ７０法との４０℃から７０℃における昇温時間の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の石炭自然発熱性評価装置は、石炭粉砕試料を収容する内容器及び該内容器を収容する外容器を具備する試料容器と、試料容器の内容器内の石炭粉砕試料の温度を測定する試料温度測定手段と、試料容器を収容すると共に、石炭粉砕試料の温度に追従して槽内の温度を調整する加温槽と、試料容器の内容器に、石炭粉砕試料の温度に追従して温度を調整した酸素含有ガスを供給する酸素供給手段とを備えており、試料容器の内容器が外容器に比して熱容量が小さい容器であると共に、内容器の上部が開放状態で外容器に収容されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の装置においては、外容器に比して熱容量の小さい容器内に石炭粉砕試料を収容していることから、石炭粉砕試料からの抜熱量が小さく、石炭粉砕試料を有効に保温して、低温であっても少量の石炭粉砕試料の自然発熱を促すことができる。特に、本発明の装置においては、内容器の上部が開放状態となり、外容器内と連通した状態で外容器に収容されていることから、内容器内に導入された加温酸素含有ガスが外容器内にも充満して内容器が十分に保温され、石炭試料に十分な熱が保持される。例えば、特許文献１の装置においては、試料容器の内容器及び外容器は連通しておらず区切られているため、内容器内に導入された加温ガスはそのまま外部へ放出されているが、本発明の装置においては、この加温ガスを内容器と外容器の間（内容器の周囲）にも充満させるようにして、内容器の十分な保温性を確保している。
【００２０】
これにより、４０℃程度の低温であっても、２０〜１００ｇ程度の少量の石炭粉砕試料の自然発熱による昇温が可能となる。したがって、例えば、現在用いられているＲ７０法のように、４０℃から７０℃への自然発熱による昇温時間を測定し、かかる昇温時間に基づいて石炭の自然発熱性を評価することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の装置においては、試料容器における保温性が高いため、特許文献１の装置のように、熱媒体として液体が収容された加温槽を用いる必要はなく、通常の気体により加温される加温槽を用いることも可能となる。さらに、試料容器として特殊な容器を用いることなく、例えば、外容器に市販の魔法瓶を用い、内容器をアルミニウム材で作製するなど、極めて簡易に装置を構成することができる。
【００２２】
以下、本発明の石炭自然発熱性評価装置について、詳細に説明する。
まず、本発明の特徴である試料容器について説明する。
本発明の石炭自然発熱性評価装置における試料容器は、内容器及び外容器を備えており、内容器に石炭粉砕試料が収容される。
【００２３】
外容器は、保温性を有する密閉構造とすることが可能な容器であり、例えば、ガラス製、ステンレス製等の魔法瓶（内側層及び外側層の間の空間が真空となっている容器）を挙げることができる。この外容器は、本発明の装置専用の特注品であってもよいが、水筒、ポットなどの市販の魔法瓶（既製品）を用いることができる。これにより、本発明の装置を安価に構成することができ、例えば、外容器を予め複数用意することや、外容器が破損した場合の交換を容易に行うことができる。
【００２４】
内容器は、評価する石炭の粉砕試料を収容するものであり、外容器に比して熱容量が小さい容器である。内容器の熱容量としては、０．５〜１０．０Ｊ／Ｋであることが好ましく、０．８〜６．０Ｊ／Ｋであることがより好ましく、１．０〜５．０Ｊ／Ｋであることがさらに好ましい。内容器の材質としては、比熱が小さく、加工の容易な材料からなることが好ましく、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスを挙げることができる。これらの中でも、変形が容易で、壁厚の薄い容器（熱容量の小さな容器）を容易に作製できることから、アルミニウムが好ましい。
【００２５】
内容器の容量としては、収容される石炭粉砕試料が２０〜８０ｇ程度、好ましくは３０〜６０ｇ程度、さらに好ましくは３５〜４５ｇ程度であることから、この石炭粉砕試料の容量に応じた大きさとすることが好ましい。具体的に、内容器の容量としては、３０〜１２０ｃｍ３であることが好ましく、４５〜９０ｃｍ３であることがより好ましく、５０〜７０ｃｍ３であることがさらに好ましい。
【００２６】
本発明の装置においては、内容器は、その上部が開放状態で外容器に収容されている。すなわち、内容器は、外容器と連通した状態で、外容器に収容されている。
【００２７】
ここで、本発明の装置における酸素供給手段について説明すると、かかる酸素供給手段は、試料温度測定手段により測定された石炭粉砕試料の温度に追従して温度を調整した酸素含有ガスを内容器の石炭粉砕試料に供給する手段であり、石炭粉砕試料の自然発熱を促す。この酸素供給手段は、例えば、酸素含有ガスタンクと、該酸素含有ガスタンクからのガスを供給するガス供給管を備え、該ガス供給管は、外容器を介して内容器内に導入され、その先端のガス放出口を石炭粉砕試料の下端部に配置させて、石炭粉砕試料に加温酸素含有ガスを供給する。
【００２８】
このガス放出口から放出されたガスは上方に向かって石炭粉砕試料全体に拡散すると共に、ガス排出管から外容器の外部に排出されるが、このとき、上記のように、内容器は、その上部が開放状態で外容器に収容されていることから、加温ガスは外容器内部を経由して外容器の外部に排出される。したがって、外容器内にも加温ガスが充満することとなり、これにより、内容器内の保温性を高めることができる。
【００２９】
また、本発明の装置における試料温度測定手段は、内容器内に挿入され、試料容器内の石炭粉砕試料の温度を測定する手段であり、石炭粉砕試料の適当な一か所を測定するものであってもよいし、複数の箇所を測定するものであってもよい。
【００３０】
また、本発明の装置における加温槽は、試料容器（内容器及び外容器）を収容すると共に、石炭粉砕試料の温度に追従して槽内の温度を調整して試料容器を保温する。本発明の加温槽における熱媒体は、液体であってもよいが、気体であることが好ましい。なお、例えば、所定の長さを有するガス供給管をこの加温槽内に配置することにより、酸素含有ガスは、ガス供給管を通過する間に石炭粉砕試料と同程度の温度まで温められる。したがって、別途酸素含有ガスを加温する装置を用いることなく、この加温槽で温められた酸素含有ガスを石炭粉砕試料に供給してもよい。
【００３１】
続いて、本発明の石炭自然発熱性評価方法について説明する。
本発明の石炭自然発熱性評価方法は、上記本発明の石炭自然発熱性評価装置を用い、内容器に２０〜８０ｇの石炭粉砕試料を収容し、所定初期温度から所定終期温度へ昇温する時間を測定し、該測定時間より石炭の自然発熱性を評価することを特徴とする。例えば、所定初期温度としては２０℃〜５０℃の範囲であり、所定終期温度としては６０〜１５０℃の範囲である。現在用いられているＲ７０法と同様に、所定初期温度を４０℃とし、所定終期温度を７０℃とすることが特に好ましい。
【００３２】
本発明の石炭自然発熱性評価方法に用いる石炭粉砕試料の粒度としては、その９０％以上、好ましくは実質的に１００％の試料が、５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、２５０μｍ以下であることがさらに好ましい。本発明の方法に用いる石炭粉砕試料は、粉砕後、所定の大きさ以下のもののみになるように篩分けをしてもよいが、この篩分けを省略することもできる。従来、篩分け処理は必須の処理となっており、この篩分け処理に非常に時間を要していた（約４時間程度）。特に石炭の場合、半渇きにしないと篩分けが困難であり、この篩分け前の半乾燥にも時間を要していた（約２時間程度）。しかしながら、本発明者らは、３００μｍ以下程度に粉砕した場合、篩分けしたものとしていないものでは、ほとんど粒度分布に差がないことを知見し、篩分けを省略しても同様の評価ができることを見いだした（図１参照）。しかも、文献（HAIHUI WANG, BOGDAN Z. DLUGOGORSKI, ERIC M. KENNEDY:COAL OXIDATION AT LOW TEMPERATURE: OXYGEN CONSUMPTION, OXIDATION PRODUCTS, REACTION MECHANISM AND KINETIC MODELLING,PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE 29(2003)487-513）によれば、数百μｍ以下では反応速度に差がないことがわかっている(Fig.3）。
【００３３】
すなわち、従来は、石炭を粉砕し（２−３分）、半乾燥し（約２時間）、篩分け（例えば、＜２１２μｍ）をして（約４時間）、最後に、真空乾燥（７０℃３日間）をして乾燥石炭粉砕試料を調製していたが、本発明においては、半乾燥及び篩分けを省略することができるので、約６時間の短縮が可能となる。
【００３４】
また、本発明の石炭自然発熱性評価方法においては、含水率が実質的に０％の乾燥した石炭粉砕試料の評価をできることはもちろんのこと、水を含む状態の石炭粉砕試料であっても測定することが可能である。例えば、含水率が０％を超え５０％以下の石炭粉砕試料を用いることが可能であり、含水率が０％を超え２０％以下の石炭粉砕試料を用いることが好ましい。したがって、石炭粉砕試料の状態によっては、上記真空乾燥する工程を省略することも可能である。
【００３５】
また、本発明の石炭自然発熱性評価方法は、含水率が０％の石炭粉砕試料を用いた４０℃から７０℃までの昇温速度値の繰り返し精度が±１０％の範囲であることが好ましく、±８％の範囲であることがより好ましい。なお、本発明の繰り返し精度は、同条件で５回測定した場合の変動範囲をいう。
【００３６】
続いて、本発明の石炭自然発熱性評価装置の一例を図面を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る石炭自然発熱性評価装置の概略全体図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る石炭自然発熱性評価装置の試料容器を示す図である。
【００３７】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る石炭自然発熱性評価装置１０は、加温槽１１と、加温槽１１に収容された試料容器（反応容器）１２とを備えている。また、石炭自然発熱性評価装置１０は、試料容器１２に供給する酸素含有ガス（酸化ガス）を貯蔵する酸素ガスタンク１３と、石炭粉砕試料の温度データを収集して酸素含有ガスの温度を制御すると共に、酸素ガスの流量を制御する制御装置１４とを備えている。なお、加温槽１１においては、石炭粉砕試料Ｃの温度データをもとに内部温度が制御されている。また、符号１５は、窒素ガスを貯蔵する窒素ガスタンクを示す。
【００３８】
続いて、試料容器１２について詳細に説明する。図３に示すように、試料容器１２は、石炭粉砕試料Ｃを収容した内容器１６と、内容器１６を収容した外容器１７を備えている。内容器１６は、その上部が開放状態で、外容器１７に収容されている。外容器１７は、密閉蓋１８により密閉されると共に、支持台１９により支持されて加温槽１１内に配置されている。
【００３９】
また、酸素ガスタンク１３からの酸素含有ガスを供給するガス供給管２０が、密閉蓋１８を貫通し、その先端（ガス放出口）は内容器１６の下端部に配置されている。これにより、石炭粉砕試料Ｃに酸素含有ガスを供給する。一方、この供給された酸素含有ガスを外部に排出するガス排出管２１が、密閉蓋１８を貫通して設けられている。また、試料温度測定装置２２が、密閉蓋１８を貫通して内容器１６に導入されている。
【００４０】
本発明の石炭自然発熱性評価装置１０においては、まず、窒素ガスタンク１５から、所定初期温度（例えば、４０℃）の窒素ガスを、ガス供給管２０を介して内容器１６の石炭粉砕試料Ｃに供給し、石炭粉砕試料Ｃを所定初期温度で安定させる。
【００４１】
続いて、窒素ガスを酸素ガスに切り替え、石炭粉砕試料Ｃに酸素ガスが供給されると、石炭粉砕試料Ｃは自然発熱をはじめる。石炭粉砕試料Ｃに導入された酸素ガスは上方に向かって石炭粉砕試料Ｃ全体に拡散すると共に、外容器１７の密閉蓋１８に貫通して設けられたガス排出管２１から外部に排出される。このとき、外容器１７内にも加温酸素ガスが充満することとなり、内容器１６内の保温性が高まり、低温であっても石炭粉砕試料Ｃの自然昇温を促すことができる。なお、初期の窒素ガス供給時も同様の作用により内容器１６内の保温性が高められる。
【００４２】
石炭粉砕試料Ｃの自然発熱により、石炭粉砕試料Ｃの温度が上昇すると、これに追従して加温された酸素ガスが供給されると共に、加温槽１１内の温度も追従して上昇させる。この動作を継続して、石炭粉砕試料Ｃの温度を所定終期温度まで昇温させ、所定初期温度から所定終期温度までの上昇に要した時間により石炭の自然発熱性を評価する。すなわち、上昇に要した時間が長いほど自然発熱が起きにくい石炭であると評価する。
【実施例】
【００４３】
図２及び図３に示す装置を用いて石炭の自然発熱性の評価を行った。外容器として、市販のステンレス製の魔法瓶［市販の水筒本体］（外径：６０ｍｍ，内径：４０ｍｍ，高さ：１３０ｍｍ）を用い、内容器として、アルミニウムで作製した容器（内径：２５ｍｍ，高さ：１２５ｍｍ）を用いた。アルミニウムの重量は、１．５ｇであった。したがって、内容器の熱容量は、０．８８（アルミの比熱）×１．５ｇ＝１．３２Ｊ／Ｋである。
【００４４】
［実施例１］
本発明の評価方法と、現在実際に用いられているＲ７０法との４０℃から７０℃における昇温時間の比較を行った。
石炭粉砕試料としては、亜瀝青炭乾燥炭を用いた。本発明の評価方法においては、石炭粉砕試料（最大粒径２１２μｍ未満）を４０ｇ用い、Ｒ７０法においては、石炭粉砕試料（最大粒径２１２μｍ未満）を２１０ｇ用いた。また、酸素ガスの供給量は、本発明の評価方法においては２０ｍｌ／分に設定し、Ｒ７０法においては５０ｍｌ／分に設定した。
【００４５】
その結果を図４に示す。本発明の評価方法では、４０℃から７０℃における昇温時間が、Ｒ７０法に比べて約２割短縮された。
【００４６】
［実施例２］
本発明の評価方法の繰り返し精度を評価した。本発明の評価方法を同一の条件（実施例１と同様の条件）で５回繰り返し行い、４０℃から７０℃までの昇温速度値の変動を算出した。なお、石炭粉砕試料としては、亜瀝青炭乾燥炭を用い、酸素ガスの供給量は、２０ｍｌ／分に設定した。この結果、昇温速度値は、５．７±６％℃／ｈであり、昇温速度値の精度は、±６％であることから、繰り返し精度も高いことが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の石炭の自然発熱性の評価装置及び評価方法は、現場で迅速に石炭の自然発熱性を評価できることから、産業上有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    石炭自然発熱性評価装置
１１    加温槽
１２    試料容器
１３    酸素ガスタンク
１４    制御装置
１５    窒素ガスタンク
１６    内容器
１７    外容器
１８    密閉蓋
１９    支持台
２０    ガス供給管
２１    ガス排出管
２２    試料温度測定装置
【図１】
2019066296.tif 000003
【図２】
2019066296.tif 000004
【図３】
2019066296.tif 000005
【図４】
2019066296.tif 000006