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JP7436816B2 - Oxidation property evaluation method, oxidation property evaluation system, and program - Google Patents
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JP7436816B2 - Oxidation property evaluation method, oxidation property evaluation system, and program - Google Patents

Oxidation property evaluation method, oxidation property evaluation system, and program Download PDF

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Description

本発明は、酸化特性評価方法、酸化特性評価システム、およびプログラムに関し、特に、石炭の酸化特性を評価するために用いて好適なものである。 The present invention relates to an oxidation property evaluation method, an oxidation property evaluation system, and a program, and is particularly suitable for use in evaluating the oxidation properties of coal.

酸素を含む雰囲気中に置かれた石炭は、外熱が与えられなくても酸化によって自己発熱し、場合によっては発火に至ることがある。石炭は、銘柄(原産地等に応じて定まる石炭の種類を示す情報)によって酸化特性(酸化による自然発熱量)が異なる。このため、各種の石炭の酸化特性を調査しておくことは防災上の観点等から重要である。 Coal placed in an oxygen-containing atmosphere will self-heat through oxidation even if no external heat is applied, and in some cases it may ignite. Coal has different oxidation characteristics (natural calorific value due to oxidation) depending on the brand (information indicating the type of coal determined depending on the country of origin, etc.). Therefore, it is important to investigate the oxidation properties of various types of coal from the perspective of disaster prevention.

石炭の酸化特性を導出する技術として、特許文献1には、以下の技術が開示されている。まず、発熱性に関する指標と、顕微鏡によるビトリニット平均反射率と、顕微鏡による活性成分量または不活性成分量とを測定して、統計的手法によりそれらの間の相関関係を予め求めておく。そして、酸化特性の調査対象の石炭試料の顕微鏡によるビトリニット平均反射率と活性成分量または不活性成分量の測定値を、予め求めておいた相関関係に適用して、当該石炭試料の発熱性に関する指標を求める。 As a technique for deriving the oxidation characteristics of coal, Patent Document 1 discloses the following technique. First, an index related to exothermicity, the average reflectance of vitrinite measured by a microscope, and the amount of active ingredients or inactive ingredients measured by a microscope are measured, and the correlation therebetween is determined in advance by a statistical method. Then, by applying the measured values of the average vitrinite reflectance and the amount of active ingredients or inactive ingredients using a microscope of the coal sample whose oxidation properties are being investigated, to the correlation determined in advance, the exothermic properties of the coal sample are determined. Find indicators.

特許文献2には、野積石炭山の表面から深度0.2m以上の領域において、石炭粒子の雰囲気中のCO2濃度を測定し、測定したCO2濃度に基づいて石炭の酸化および発熱傾向を求めることが開示されている。 Patent Document 2 discloses that the CO 2 concentration in the atmosphere of coal particles is measured in a region at a depth of 0.2 m or more from the surface of an open coal pile, and the oxidation and heat generation tendency of the coal is determined based on the measured CO 2 concentration. This is disclosed.

特許文献3には、172ガスを含む雰囲気中で石炭試料を酸化させ、酸化後の石炭試料について核磁気共鳴分光分析を行い、17O核磁気共鳴分光スペクトルを取得し、17O核磁気共鳴分光スペクトル中のピークの面積に基づいて、石炭試料の酸化特性を評価することが開示されている。 Patent Document 3 discloses that a coal sample is oxidized in an atmosphere containing 17 O 2 gas, a nuclear magnetic resonance spectroscopic analysis is performed on the oxidized coal sample, a 17 O nuclear magnetic resonance spectrum is obtained, and a 17 O nuclear magnetic resonance spectrum is obtained. It is disclosed to evaluate the oxidation properties of a coal sample based on the area of peaks in a resonance spectroscopic spectrum.

特開2003-215079号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-215079 特開昭61-223640号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-223640 特開2019-164116号公報Japanese Patent Application Publication No. 2019-164116

Clemens, A. H, Matheson, T. W, Fuel, 1996, 19, 787.Clemens, A. H, Matheson, T. W, Fuel, 1996, 19, 787. M. S. Blois, Jr., H. W. Brown, and J. E. Mating, "Free Radicals in Biological Systems", Academic Press, New York, N.Y., 1961, p 130.M. S. Blois, Jr., H. W. Brown, and J. E. Mating, "Free Radicals in Biological Systems", Academic Press, New York, N.Y., 1961, p 130. M. Adams, M. S. Blois, and R. H. Sands, J. Chem. Phys., 28, 774 (1958).M. Adams, M. S. Blois, and R. H. Sands, J. Chem. Phys., 28, 774 (1958). P. O'Neill, S. Steenken, and D. Schulte-Frohllnde, J. Phys. Chem., 79, 2173 (1975).P. O'Neill, S. Steenken, and D. Schulte-Frohllnde, J. Phys. Chem., 79, 2173 (1975).

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、発熱性に関する指標と、顕微鏡によるビトリニット平均反射率と、顕微鏡による活性成分量または不活性成分量との相関関係を予め求める必要がある。また、発熱性に関する指標を求める際には、石炭試料を真空下で加熱する必要がある。また、相関関係を求めるときだけでなく、酸化特性の調査対象の石炭試料の発熱性に関する指標を求める際にも、顕微鏡による観察が必要になる。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to determine in advance the correlation between the exothermic index, the average reflectance of vitrinite measured by a microscope, and the amount of active ingredients or the amount of inactive ingredients measured by a microscope. Furthermore, when determining the exothermic index, it is necessary to heat the coal sample under vacuum. Furthermore, microscopic observation is required not only when determining correlations but also when determining an index regarding the exothermic nature of the coal sample whose oxidation properties are to be investigated.

特許文献2に記載の技術では、石炭が山積みされている野積石炭山でなければCO2濃度の測定を行うことができない。また、CO2濃度の測定のために多量の石炭が必要になる。
特許文献3に記載の技術では、172ガスを含む雰囲気中で石炭試料を酸化させなければならない。
以上のように特許文献1~3に記載の技術には、石炭の酸化特性を評価するための作業負担が大きいという問題点がある。
With the technique described in Patent Document 2, CO 2 concentration cannot be measured unless the coal is piled up in an open coal pile. Furthermore, a large amount of coal is required for measuring CO 2 concentration.
In the technique described in Patent Document 3, a coal sample must be oxidized in an atmosphere containing 17 O 2 gas.
As described above, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 have a problem in that the workload for evaluating the oxidation characteristics of coal is large.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、石炭の酸化特性の評価を簡易に行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to make it possible to easily evaluate the oxidation characteristics of coal.

本発明の酸化特性評価方法は、石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルを電子スピン共鳴法により測定する測定工程と、前記石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出する第1の導出工程と、前記第1の導出工程により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度に基づいて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度を導出する第2の導出工程と、前記第2の導出工程により導出された前記第1のスピン濃度に基づいて、前記石炭試料の酸化特性を評価する評価工程と、を有し、前記第2の導出工程では、前記第1の導出工程により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を、第1の等式および第2の等式に代入することにより、前記第1のスピン濃度を導出し、前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度を含む項と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度を含む項との和を用いて表されることを示す等式であり、前記第2の等式は、前記石炭試料のg値が、前記酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値と、前記炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値との重み付き平均値で表されることを示す等式であり、前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであることを特徴とする。 The oxidation property evaluation method of the present invention includes a measurement step of measuring an electron spin resonance spectrum of a coal sample by an electron spin resonance method, and a g value and a spin concentration of the coal sample based on the electron spin resonance spectrum of the coal sample. Deriving a first spin concentration assumed as the spin concentration of oxygen radicals based on the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first derivation step and the first derivation step. a second derivation step; and an evaluation step of evaluating the oxidation characteristics of the coal sample based on the first spin concentration derived by the second derivation step, the second derivation step Now, derive the first spin concentration by substituting the g value and spin concentration of the coal sample derived in the first derivation step into the first equation and the second equation. , the first equation is such that the spin concentration of the coal sample is determined by using the sum of a term including the first spin concentration and a term including a second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. The second equation is an equation showing that the g value of the coal sample is the first g value assumed as the g value of the oxygen radical, and the g value of the carbon radical. This is an equation showing that the first g value is expressed as a weighted average value with respect to the second g value assumed as the value, and the weight for the first g value is the first spin concentration with respect to the spin concentration of the coal sample. It is a weight whose value is determined according to the ratio of concentrations, and the weight for the second g value is a weight whose value is determined according to the ratio of the second spin concentration to the spin concentration of the coal sample. shall be.

本発明の酸化特性評価システムは、石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルを電子スピン共鳴法により測定する測定手段と、前記石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出する第1の導出手段と、前記第1の導出手段により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度に基づいて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度を導出する第2の導出手段と、を有し、前記第2の導出手段は、前記第1の導出手段により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を、第1の等式および第2の等式に代入することにより、前記第1のスピン濃度を導出し、前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度を含む項と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度を含む項との和を用いて表されることを示す等式であり、前記第2の等式は、前記石炭試料のg値が、前記酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値と、前記炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値との重み付き平均値で表されることを示す等式であり、前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、前記第2のスピン濃度が、前記石炭試料の酸化特性を評価する指標として用いられることを特徴とする。 The oxidation property evaluation system of the present invention includes a measuring means for measuring an electron spin resonance spectrum of a coal sample by an electron spin resonance method, and a g value and spin concentration of the coal sample based on the electron spin resonance spectrum of the coal sample. Deriving a first spin concentration assumed as a spin concentration of oxygen radicals based on a first derivation means for deriving and the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first derivation means. a second derivation means, the second derivation means calculates the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first derivation means using a first equation and a second derivation means. The first spin concentration is derived by substituting into the equation, and the first equation is such that the spin concentration of the coal sample is a term containing the first spin concentration and the spin concentration of carbon radicals. This is an equation showing that the g value of the coal sample is expressed using the sum of the term including the second spin concentration assumed as This is an equation showing that the first g value assumed as a value and a second g value assumed as the g value of the carbon radical are expressed as a weighted average value, and the first g value The weight for the value is a weight whose value is determined according to the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample, and the weight for the second g value is a weight whose value is determined according to the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample. The second spin concentration is a weight whose value is determined according to the ratio of the spin concentrations of the second spin concentration, and the second spin concentration is used as an index for evaluating the oxidation characteristics of the coal sample.

本発明のプログラムは、前記酸化特性評価システムの各手段としてコンピュータを機能させるためのものである。 The program of the present invention is for causing a computer to function as each means of the oxidation property evaluation system.

本発明によれば、石炭の酸化特性の評価を簡易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to easily evaluate the oxidation characteristics of coal.

電子スピン共鳴法により測定される電子スピン共鳴スペクトルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of an electron spin resonance spectrum measured by electron spin resonance method. 酸化特性評価システムの構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an oxidation property evaluation system. 酸化特性評価方法の一例を説明するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of an oxidation property evaluation method. スピン濃度と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between spin concentration and 17 O NMR spectrum area. 第1のスピン濃度の割合と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the first spin concentration ratio and the 17 O NMR spectrum area.

<知見>
本発明の実施形態を説明する前に本発明者が得た知見について説明する。
本発明者は、石炭の酸化反応にはラジカルが関与していることに着目した。ラジカル種を特定するための測定方法として、電子スピン共鳴法(ESR(Electron Spin Resonance)法)がある。
<Knowledge>
Before describing the embodiments of the present invention, knowledge obtained by the present inventor will be described.
The present inventor focused on the fact that radicals are involved in the oxidation reaction of coal. As a measurement method for identifying radical species, there is an electron spin resonance (ESR) method.

図1は、電子スピン共鳴法により測定される電子スピン共鳴スペクトルの一例を示す図である。以下の説明では、電子スピン共鳴スペクトルを必要に応じてESRスペクトルと称する。電子スピン共鳴装置では一般に、マイクロ波の吸収スペクトルPを磁場Hで一階微分したスペクトルdP/dHがESRスペクトルとして測定される。
電子スピン共鳴法では、g値およびスピン濃度等が測定される。
g値は、不対電子(電子スピン)の周囲の環境を反映した値になる。スピン濃度は、不対電子の数を反映した値になる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electron spin resonance spectrum measured by an electron spin resonance method. In the following description, the electron spin resonance spectrum will be referred to as an ESR spectrum as necessary. Generally, in an electron spin resonance apparatus, a spectrum dP/dH obtained by first-order differentiation of a microwave absorption spectrum P with respect to a magnetic field H is measured as an ESR spectrum.
In the electron spin resonance method, g value, spin concentration, etc. are measured.
The g value is a value that reflects the environment around the unpaired electron (electron spin). The spin concentration has a value that reflects the number of unpaired electrons.

g値は、以下の(1)式で求められる。
g=hν/μβ0 ・・・(1)
ここで、gは、g値である。hは、プランク定数である。νは、共鳴周波数である。μβは、ボーア磁子である。H0は、共鳴磁場である。
プランク定数hおよびボーア磁子μβは物理定数である。共鳴周波数νは、試料に与えるマイクロ波の周波数(電子スピン共鳴装置のマイクロ波発振器から出力されるマイクロ波の周波数)である。例えば、測定時の中心周波数が共鳴周波数νとして用いられる。共鳴磁場(H0)は、ESRスペクトルdP/dHにおいて、ESRスペクトルdP/dHが0となるときの磁場Hの値である。尚、Mnマーカ等のマーカを用いてg値を補正してもよい。
The g value is determined by the following equation (1).
g=hν/μ β H 0 ...(1)
Here, g is the g value. h is Planck's constant. ν is the resonant frequency. μ β is a Bohr magneton. H 0 is the resonant magnetic field.
Planck constant h and Bohr magneton μ β are physical constants. The resonance frequency ν is the frequency of the microwave applied to the sample (the frequency of the microwave output from the microwave oscillator of the electron spin resonance apparatus). For example, the center frequency at the time of measurement is used as the resonance frequency ν. The resonant magnetic field (H 0 ) is the value of the magnetic field H when the ESR spectrum dP/dH becomes 0. Note that the g value may be corrected using a marker such as an Mn marker.

(1)式より、g値は、共鳴磁場(H0)に反比例する。共鳴磁場(H0)が低磁場になるほどg値は大きくなり、逆に、共鳴磁場(H0)が高磁場になるほどg値は小さくなる。共鳴磁場(H0)が近い値の場合、g値も近い値になる。
スピン濃度は、ESRスペクトルdP/dHを、磁場Hで2階積分した値に比例する。スピン濃度は、単位質量当たりのスピンの数で表される。尚、スピン濃度が既知の試料のESRスペクトルを、測定対象の試料のESRスペクトルと同時に測定することで、測定対象の試料のスピン濃度を導出することができる。
電子スピン共鳴法自体は、公知の技術で実現することができるので、ここではその詳細な説明を省略する。
From equation (1), the g value is inversely proportional to the resonant magnetic field (H 0 ). The g value becomes larger as the resonant magnetic field (H 0 ) becomes lower, and conversely, the g value becomes smaller as the resonant magnetic field (H 0 ) becomes higher. When the resonant magnetic field (H 0 ) has a similar value, the g value also has a similar value.
The spin concentration is proportional to the value obtained by second-order integration of the ESR spectrum dP/dH with the magnetic field H. Spin concentration is expressed as the number of spins per unit mass. Note that by simultaneously measuring the ESR spectrum of a sample whose spin concentration is known and the ESR spectrum of the sample to be measured, the spin concentration of the sample to be measured can be derived.
Since the electron spin resonance method itself can be realized using a known technique, detailed explanation thereof will be omitted here.

石炭は、常温においても酸化反応を起こすことから、石炭試料のESRスペクトルを常温で測定し、当該ESRスペクトルからg値やスピン濃度等を導出することができれば、酸化反応に寄与するラジカルのラジカル種やラジカル量についての情報を得ることができる。しかしながら、石炭中には酸化反応に寄与しない芳香族炭化水素のπラジカルが存在する。このため、酸化反応の過程で石炭中には複数種のラジカルが存在する。これらのラジカルのg値は相互に近い値を有するため、石炭試料のESRスペクトルは、図1に示すような1つのスペクトルとなる。このため、電子スピン共鳴法による測定では、芳香族炭化水素のπラジカルと、酸化反応に寄与するラジカルとのそれぞれについて個別にESRスペクトルを得ることができない。以上のことから、ESRスペクトルから石炭の酸化特性を評価する手法はなかった。 Since coal undergoes an oxidation reaction even at room temperature, if it is possible to measure the ESR spectrum of a coal sample at room temperature and derive the g value and spin concentration from the ESR spectrum, it is possible to determine the radical species of the radicals that contribute to the oxidation reaction. You can obtain information about the amount of radicals and the amount of radicals. However, there are aromatic hydrocarbon π radicals in coal that do not contribute to oxidation reactions. Therefore, multiple types of radicals exist in coal during the oxidation reaction process. Since the g values of these radicals are close to each other, the ESR spectrum of the coal sample becomes one spectrum as shown in FIG. 1. For this reason, in measurements by electron spin resonance, it is not possible to obtain ESR spectra separately for each of the π radicals of aromatic hydrocarbons and the radicals contributing to the oxidation reaction. From the above, there has been no method for evaluating the oxidation characteristics of coal from the ESR spectrum.

そこで、本発明者は、石炭試料の単一のESRスペクトルから、芳香族炭化水素のπラジカルのラジカル量(スピン濃度)と、酸化反応に寄与するラジカルのラジカル量(スピン濃度)を導出する手法を検討した。
酸化反応に寄与しない芳香族炭化水素のπラジカルのg値は2.00250であることが知られている。本発明者らは、石炭中の芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカル種が、酸化反応に寄与する一種類のラジカルであると仮定することで、石炭試料のESRスペクトルに基づいて、芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカルのラジカル量を導出することができることを見出した。
Therefore, the present inventor developed a method for deriving the radical amount (spin concentration) of π radicals of aromatic hydrocarbons and the radical amount (spin concentration) of radicals contributing to the oxidation reaction from a single ESR spectrum of a coal sample. It was investigated.
It is known that the g value of π radicals of aromatic hydrocarbons that do not contribute to oxidation reactions is 2.00250. The present inventors assumed that radical species other than π radicals of aromatic hydrocarbons in coal are one type of radical that contributes to the oxidation reaction, and based on the ESR spectrum of the coal sample, the aromatic hydrocarbon We have found that it is possible to derive the radical amount of radicals other than π radicals of hydrocarbons.

石炭中の芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカル種が、酸化反応に寄与する一種類のラジカルであるとの仮定の下では、石炭試料のESRスペクトルを2階積分した結果に基づいて導出されるスピン濃度が、芳香族炭化水素のπラジカルのスピン濃度と、酸化反応に寄与するラジカルのスピン濃度との和であることを示す等式で表される。当該等式においては未知数が2つ(芳香族炭化水素のπラジカルのスピン濃度と、酸化反応に寄与するラジカルのスピン濃度)であるため、当該未知数を導出するためにはもう一つ等式が必要になる。 Under the assumption that radical species other than π radicals of aromatic hydrocarbons in coal are one type of radical that contributes to oxidation reactions, it is derived based on the results of second-order integration of the ESR spectrum of a coal sample. It is expressed by an equation that shows that the spin concentration of the aromatic hydrocarbon is the sum of the spin concentration of the π radical of the aromatic hydrocarbon and the spin concentration of the radical contributing to the oxidation reaction. Since there are two unknowns in this equation (the spin concentration of the π radical of the aromatic hydrocarbon and the spin concentration of the radical contributing to the oxidation reaction), another equation is required to derive the unknown. It becomes necessary.

そこで、本発明者は、酸化反応に寄与するラジカル(芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカル)をキノン類のラジカルであると仮定した。このような仮定をしたのは、非特許文献1において提案されている酸化反応機構にキノン類のラジカルが現れるためである。キノン類のラジカルのg値は、例えば、非特許文献2~4に基づき、2.00350以上2.00469以下の範囲で定められる。 Therefore, the present inventor assumed that the radicals contributing to the oxidation reaction (radicals other than π radicals of aromatic hydrocarbons) were radicals of quinones. This assumption was made because quinone radicals appear in the oxidation reaction mechanism proposed in Non-Patent Document 1. The g value of the radical of quinones is determined, for example, in the range of 2.00350 or more and 2.00469 or less, based on Non-Patent Documents 2 to 4.

そして、本発明者は、前述した等式と以下の等式とを連立させて導出されるキノン類のラジカルのスピン濃度が、石炭試料の酸化特性と相関を有することを見出した(詳細については実施例(図4(b))を参照)。 Then, the present inventor found that the spin concentration of quinone radicals derived by simultaneously combining the above equation and the following equation has a correlation with the oxidation characteristics of the coal sample (for details, see Example (see FIG. 4(b)).

かかる等式は、石炭試料のESRスペクトルから(1)式に基づき導出されるg値が、芳香族炭化水素のπラジカルのg値と、キノン類のラジカルのg値との重み付き平均値で表されることを示す等式である。ここで、芳香族炭化水素のπラジカルのg値に対する重みは、石炭試料のESRスペクトルを2階積分した結果に基づいて導出されるスピン濃度に対する、芳香族炭化水素のπラジカルのスピン濃度の比である。また、キノン類のラジカルのg値に対する重みは、石炭試料のESRスペクトルを2階積分した結果に基づいて導出されるスピン濃度に対する、キノン類のラジカルのスピン濃度の比である。
以下に説明する本発明の実施形態は、以上のような知見に基づくものである。
This equation states that the g value derived from the ESR spectrum of the coal sample based on equation (1) is the weighted average value of the g value of the π radical of aromatic hydrocarbons and the g value of the radical of quinones. This is an equation showing that Here, the weight for the g value of the π radical of the aromatic hydrocarbon is the ratio of the spin concentration of the π radical of the aromatic hydrocarbon to the spin concentration derived based on the result of second-order integration of the ESR spectrum of the coal sample. It is. Further, the weight for the g value of the quinone radical is the ratio of the spin concentration of the quinone radical to the spin concentration derived based on the result of second-order integration of the ESR spectrum of the coal sample.
The embodiments of the present invention described below are based on the above findings.

<実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
<Embodiment>
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<<石炭試料>>
石炭試料は、例えば、原料となる石炭について粒度を調整することにより得られる。石炭試料の原料となる石炭としては、特に限定されず、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭および泥炭の何れについても使用可能である。また、必要に応じて、石炭としてこれらの2種以上の石炭が混合されて石炭試料に供されてもよい。更に、石炭試料は、石炭の加工品であってもよい。
<<Coal sample>>
A coal sample is obtained, for example, by adjusting the particle size of raw material coal. The coal used as the raw material for the coal sample is not particularly limited, and any of anthracite, bituminous coal, subbituminous coal, lignite, and peat can be used. Furthermore, if necessary, two or more of these types of coal may be mixed and used as a coal sample. Furthermore, the coal sample may be a processed product of coal.

また、石炭試料について、必要に応じて付着する水分を除去してもよい。一般に、原料となる石炭には、石炭の種類や保管される環境に応じて水分が付着している。酸化工程時において酸化により生じたエネルギーが当該水分の温度上昇に利用され得るだけでなく、酸化反応の促進に寄与する可能性があるため、このような石炭に付着した水分は、石炭の酸化特性の評価結果に影響を与え得る。従って、水分の影響を排除して石炭試料について酸化特性を評価することを目的とする場合、石炭試料から水分を除去することが好ましい。 Further, adhering moisture may be removed from the coal sample as necessary. Generally, coal used as a raw material has moisture attached to it depending on the type of coal and the environment in which it is stored. During the oxidation process, the energy generated by oxidation can not only be used to raise the temperature of the moisture, but also contribute to promoting the oxidation reaction. may affect the evaluation results. Therefore, when the purpose is to evaluate the oxidation properties of a coal sample while eliminating the influence of moisture, it is preferable to remove moisture from the coal sample.

石炭の粒度の調製は、例えば、粉砕や分級等により行うことができる。粉砕は、例えばボールミル、ビーズミル、乳鉢、ハンマーミル等の各種粉砕機を用いて行うことができる。また、分級については、例えば、分級ふるいや重力分級機、慣性分級機、遠心分級機等の乾式分級機により行うことができる。 The particle size of coal can be adjusted by, for example, pulverization or classification. The pulverization can be performed using various pulverizers such as a ball mill, bead mill, mortar, and hammer mill. Further, classification can be carried out using, for example, a classification sieve, a dry classifier such as a gravity classifier, an inertial classifier, or a centrifugal classifier.

例えば、石炭試料につき、減圧雰囲気下で、加熱を行うことにより、石炭試料に存在する水分を除去することができる。加熱条件は、例えば10hPa以下の減圧雰囲気下、80℃以上120℃以下、12時間以上24時間以下であることができる。 For example, by heating the coal sample under a reduced pressure atmosphere, water present in the coal sample can be removed. The heating conditions can be, for example, under a reduced pressure atmosphere of 10 hPa or less, at 80° C. or more and 120° C. or less, and for 12 hours or more and 24 hours or less.

尚、石炭試料について水分の除去を行わなくてもよい。例えば、保管される環境に応じて水分が付着した状態の石炭の酸化特性は、当該環境に保管される石炭の酸化特性をより正確に示しているといえる。従って、得られる石炭の酸化特性は、石炭の当該環境における保管方法を検討する上で、重要な指標となり得る。本実施形態の酸化特性評価方法は、石炭試料に存在する水分を除去しなくても、実施可能である。 Note that it is not necessary to remove moisture from the coal sample. For example, it can be said that the oxidation characteristics of coal with moisture adhering to it depending on the storage environment more accurately indicate the oxidation characteristics of coal stored in that environment. Therefore, the oxidation properties of the obtained coal can be an important indicator when considering the storage method of coal in the relevant environment. The oxidation property evaluation method of this embodiment can be carried out without removing moisture present in the coal sample.

<<酸化特性評価システム・方法>>
図2は、酸化特性評価システムの構成の一例を示す図である。図3は、酸化特性評価方法の一例を説明するフローチャートである。
図2において、酸化特性評価システムは、ESR測定装置210と、酸化特性評価装置220とを有する。
<<Oxidation property evaluation system/method>>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an oxidation property evaluation system. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an oxidation property evaluation method.
In FIG. 2, the oxidation property evaluation system includes an ESR measurement device 210 and an oxidation property evaluation device 220.

ESR測定装置210は、ESRスペクトルを測定する装置である。ESR測定装置210は、例えば、空洞共振器(キャビティ)と、励磁電源と、電磁石と、マイクロ波発振器と、検出器と、コンピュータとを有する。空洞共振器は、電磁石の間に配置される。励磁電源により電磁石が励磁されることにより、空洞共振器内の試料に磁場が印加される。空洞共振器内の試料に対してマイクロ波発振器からマイクロ波を照射する。マイクロ波が照射された状態で試料に与える磁場の強さを変化させる。このとき、試料内の不対電子が共鳴したときのマイクロ波の吸収エネルギーを検出器で検出する。検出器で検出された吸収エネルギーの信号は、増幅等の処理が行われた後、コンピュータに取り込まれる。そして、コンピュータは、入力した信号から、ESRスペクトルを生成する。 The ESR measurement device 210 is a device that measures an ESR spectrum. The ESR measuring device 210 includes, for example, a cavity, an excitation power source, an electromagnet, a microwave oscillator, a detector, and a computer. A cavity resonator is placed between the electromagnets. When the electromagnet is excited by the excitation power source, a magnetic field is applied to the sample within the cavity resonator. A microwave oscillator irradiates the sample inside the cavity with microwaves. Change the strength of the magnetic field applied to the sample while it is irradiated with microwaves. At this time, a detector detects the energy absorbed by the microwave when the unpaired electrons in the sample resonate. The absorbed energy signal detected by the detector is processed, such as amplification, and then input into a computer. The computer then generates an ESR spectrum from the input signal.

酸化特性評価装置220は、ESR測定装置210で測定されたESRスペクトルの信号を受信し、石炭試料の酸化特性を評価する装置である。酸化特性評価装置220は、その機能として、取得部221、第1の導出部222、第2の導出部223、および評価部224を有する。酸化特性評価装置220のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを有する情報処理装置を用いることにより実現される。図2では、表記および説明の都合上、ESR測定装置210と酸化特性評価装置220とが別の装置である場合を例示する。しかしながら、酸化特性評価装置220の少なくとも一部の機能は、ESR測定装置210のコンピュータに含まれていてもよい。 The oxidation property evaluation device 220 is a device that receives the ESR spectrum signal measured by the ESR measurement device 210 and evaluates the oxidation property of the coal sample. The oxidation property evaluation device 220 has an acquisition section 221, a first derivation section 222, a second derivation section 223, and an evaluation section 224 as its functions. The hardware of the oxidation property evaluation device 220 is realized by using, for example, an information processing device having a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces. In FIG. 2, for convenience of notation and explanation, a case is illustrated in which the ESR measurement device 210 and the oxidation characteristic evaluation device 220 are different devices. However, at least some of the functionality of the oxidation property evaluation device 220 may be included in the computer of the ESR measurement device 210.

[ESRスペクトルの測定・取得(S301)]
本実施形態では、ESR測定装置210は、大気雰囲気中にあり且つ常温下にある石炭試料のESRスペクトルを測定する。例えば、石炭試料は、石英試料管内に入れられ、当該石英試料管が空洞共振器(キャビティ)内に挿入される。このとき、石英試料管の内部は大気雰囲気と連通した状態とすることで、大気雰囲気中にある石炭試料のESRスペクトルが測定される。ESR測定装置210は、空洞共振器内(試料)を冷却および加熱することができるが、本実施形態では、空洞共振器内(試料)を冷却および加熱することはせず、空洞共振器内(試料)の温度をESR測定装置210の周囲の温度(環境温度)と同じとする。これにより、常温下にある石炭試料のESRスペクトルが測定される。
[Measurement and acquisition of ESR spectrum (S301)]
In this embodiment, the ESR measuring device 210 measures the ESR spectrum of a coal sample that is in the air and at room temperature. For example, a coal sample is placed in a quartz sample tube, and the quartz sample tube is inserted into a cavity. At this time, the inside of the quartz sample tube is communicated with the atmosphere, and the ESR spectrum of the coal sample in the atmosphere is measured. The ESR measuring device 210 can cool and heat the inside of the cavity resonator (sample), but in this embodiment, the inside of the cavity resonator (sample) is not cooled and heated, and the inside of the cavity resonator (sample) is not cooled or heated. The temperature of the sample) is set to be the same as the temperature around the ESR measuring device 210 (environmental temperature). As a result, the ESR spectrum of the coal sample at room temperature is measured.

ESR測定装置210は、石炭試料のESRスペクトルを以上の条件下で測定する。取得部221は、ESR測定装置210で測定された石炭試料のESRスペクトルの情報を取得する。例えば、ESR測定装置210と酸化特性評価装置220とが通信回線を介して通信可能に相互に接続されている場合、取得部221は、ESR測定装置210から送信された石炭試料のESRスペクトルの情報を受信することができる。また、例えば、ESR測定装置210で測定された石炭試料のESRスペクトルの情報を可搬型の記憶媒体に記憶する場合、取得部221は、当該記憶媒体が酸化特性評価装置220に接続された後に、当該記憶媒体に記憶された石炭試料のESRスペクトルの情報を読み出すことができる。また、取得部221の機能がESR測定装置210のコンピュータに含まれる場合、石炭試料のESRスペクトルが測定された時点で、石炭試料のESRスペクトルの情報は取得されることになる。 The ESR measuring device 210 measures the ESR spectrum of the coal sample under the above conditions. The acquisition unit 221 acquires information on the ESR spectrum of the coal sample measured by the ESR measuring device 210. For example, when the ESR measurement device 210 and the oxidation property evaluation device 220 are communicably connected to each other via a communication line, the acquisition unit 221 receives information on the ESR spectrum of the coal sample transmitted from the ESR measurement device 210. can be received. Further, for example, when storing information on the ESR spectrum of a coal sample measured by the ESR measurement device 210 in a portable storage medium, the acquisition unit 221, after the storage medium is connected to the oxidation property evaluation device 220, Information on the ESR spectrum of the coal sample stored in the storage medium can be read out. Further, when the function of the acquisition unit 221 is included in the computer of the ESR measuring device 210, information on the ESR spectrum of the coal sample is acquired at the time the ESR spectrum of the coal sample is measured.

以上のように大気雰囲気中にあり且つ常温下にある石炭試料のESRスペクトルを測定すれば、ESRスペクトルの測定をより簡便に行うことができるので好ましい。しかしながら、必ずしも、大気雰囲気中にあり且つ常温下にある石炭試料のESRスペクトルを測定する必要はない。例えば、石炭試料を加熱して所定の温度とした状態で、石炭試料のESRスペクトルを測定してもよい。また、例えば、石英試料管内を高酸素雰囲気とした状態で、石炭試料のESRスペクトルを測定してもよい。このようにすれば、石炭試料の酸化が促進される状態でESRスペクトルを測定することができる。 It is preferable to measure the ESR spectrum of a coal sample that is in the atmosphere and at room temperature as described above, since the ESR spectrum can be measured more easily. However, it is not necessarily necessary to measure the ESR spectrum of a coal sample that is in the air and at room temperature. For example, the ESR spectrum of the coal sample may be measured while the coal sample is heated to a predetermined temperature. Further, for example, the ESR spectrum of the coal sample may be measured with a high oxygen atmosphere inside the quartz sample tube. In this way, the ESR spectrum can be measured in a state where the oxidation of the coal sample is promoted.

[ESRスペクトルからのg値・スピン濃度の導出(S302)]
第1の導出部222は、取得部221により取得されたESRスペクトルに基づいて、石炭試料のg値およびスピン濃度を導出する。第1の導出部222は、石炭試料のESRスペクトルの共鳴磁場(H0)から(1)式に基づき石炭試料のg値を導出する。また、第1の導出部222は、石炭試料のESRスペクトルを磁場Hで2階積分した結果に基づいて石炭試料のスピン濃度を導出する。
尚、石炭試料のg値の導出は、オペレータによる手計算や電卓を用いた計算により実行してもよい。この場合、オペレータは、例えば、ESRスペクトルを参照して共鳴磁場(H0)を特定すればよい。
[Derivation of g value and spin concentration from ESR spectrum (S302)]
The first derivation unit 222 derives the g value and spin concentration of the coal sample based on the ESR spectrum acquired by the acquisition unit 221. The first derivation unit 222 derives the g value of the coal sample from the resonant magnetic field (H 0 ) of the ESR spectrum of the coal sample based on equation (1). Furthermore, the first derivation unit 222 derives the spin concentration of the coal sample based on the result of second-order integration of the ESR spectrum of the coal sample using the magnetic field H.
Note that the g value of the coal sample may be derived by manual calculation by an operator or calculation using a calculator. In this case, the operator may specify the resonant magnetic field (H 0 ) by referring to the ESR spectrum, for example.

[第1のスピン濃度と第2のスピン濃度の導出(S303)]
第2の導出部223は、第1の導出部222により導出された石炭試料のg値およびスピン濃度を、以下の(2)式および(3)式に代入することにより、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度とを導出する。
[Derivation of first spin concentration and second spin concentration (S303)]
The second derivation unit 223 calculates the spin concentration of oxygen radicals by substituting the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first derivation unit 222 into the following equations (2) and (3). A first spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals and a second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals are derived.

d1+d2=d0 ・・・(2)
d1×g1+d2×g2=g0×d0 ・・・(3)
d1+d2=d0...(2)
d1×g1+d2×g2=g0×d0...(3)

ここで、d1は、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度である。本実施形態では、キノン類のラジカルのスピン濃度を、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)として用いる場合を例示する。d0は、第1の導出部222により導出された石炭試料のスピン濃度である。
d2は、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度である。本実施形態では、芳香族炭化水素のπラジカルのスピン濃度を、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)として用いる場合を例示する。
Here, d1 is a first spin concentration assumed as the spin concentration of oxygen radicals. In this embodiment, a case will be exemplified in which the spin concentration of quinone radicals is used as the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals. d0 is the spin concentration of the coal sample derived by the first derivation unit 222.
d2 is a second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. In this embodiment, a case will be exemplified in which the spin concentration of π radicals of aromatic hydrocarbons is used as the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals.

g1は、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値である。本実施形態では、キノン類のラジカルのg値(=2.00469)を、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)として用いる場合を例示する。
g2は、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値である。本実施形態では、芳香族炭化水素のπラジカルのg値(=2.00250)を、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)として用いる場合を例示する。
g1 is the first g value assumed as the g value of oxygen radicals. In this embodiment, a case will be exemplified in which the g value of a quinone radical (=2.00469 ) is used as the first g value (g1) assumed as the g value of an oxygen radical.
g2 is the second g value assumed as the g value of the carbon radical. In this embodiment, a case will be exemplified in which the g value (=2.00250) of the π radical of an aromatic hydrocarbon is used as the second g value (g2) assumed as the g value of the carbon radical.

このように、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)は((2)式および(3)式に)予め設定され、(2)式および(3)式において定数となる。
g0は、第1の導出部222により導出された石炭試料のg値である。
尚、キノン類のラジカルのg値を、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)として用いる場合、前述したように、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)を、2.00350以上2.00469以下の範囲の中から選ぶことができる。
In this way, the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals are calculated using equations (2) and (3). ) is set in advance and becomes a constant in equations (2) and (3).
g0 is the g value of the coal sample derived by the first derivation unit 222.
In addition, when using the g value of a quinone radical as the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals, as described above, the first g value assumed as the g value of oxygen radicals The value (g1) can be selected from a range of 2.00350 or more and 2.00469 or less.

(2)式および(3)式において、未知数は、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の2つである。従って、(2)式および(3)式により、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)が導出される。ただし、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)は導出しなくてもよい。 In equations (2) and (3), the unknowns are the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals. There are two. Therefore, from equations (2) and (3), the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals are derived. be done. However, the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals does not need to be derived.

尚、(3)式は、以下の(3')式のように書き換えられる。
(d1/d0)×g1+(d2/d0)×g2=g0 ・・・(3')
(3')式に示すように、石炭試料のg値(g0)は、第1のg値(g1)に対する重み係数をd1/d0とし、第2のg値(g2)に対する重み係数をd2/d0とした、第1のg値(g1)と第2のg値との重み付き平均値で表される。
尚、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の導出は、オペレータによる手計算や電卓を用いた計算により実行してもよい。
Note that equation (3) can be rewritten as equation (3') below.
(d1/d0)×g1+(d2/d0)×g2=g0...(3')
As shown in equation (3'), the g value (g0) of the coal sample is calculated by setting the weighting coefficient for the first g value (g1) to d1/d0 and the weighting coefficient for the second g value (g2) to d2. /d0, and is expressed as a weighted average value of the first g value (g1) and the second g value.
The first spin concentration (d1) assumed to be the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed to be the spin concentration of carbon radicals are derived by hand calculation by an operator or using a calculator. It may also be performed by calculation.

[酸化特性の評価(S304)]
評価部224は、第2の導出部223により導出された第1のスピン濃度(d1)に基づいて、石炭試料の酸化特性を評価する。
前述したように本実施形態では、石炭中の芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカル種が、酸化反応に寄与する一種類のラジカルであると仮定すると共に、酸化反応に寄与する一種類のラジカルがキノン類のラジカルであるものとする。従って、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)の値そのものは、石炭試料における酸化反応に寄与するラジカルのスピン濃度に一致しない。
[Evaluation of oxidation properties (S304)]
The evaluation unit 224 evaluates the oxidation characteristics of the coal sample based on the first spin concentration (d1) derived by the second derivation unit 223.
As mentioned above, in this embodiment, it is assumed that radical species other than π radicals of aromatic hydrocarbons in coal are one type of radical contributing to the oxidation reaction, and one type of radical contributing to the oxidation reaction is a radical of quinones. Therefore, the value of the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals itself does not match the spin concentration of radicals contributing to the oxidation reaction in the coal sample.

しかしながら、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の大きさが大きいほど酸化し易く、自己発熱量が大きいことを示す。このため、例えば、銘柄の異なる複数の石炭試料のそれぞれの、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を比較することにより、それぞれの石炭試料の、他の石炭試料に対する相対的な酸化特性の良否を評価することができる。このようにする場合、評価部224は、例えば、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の絶対値が大きいほど、自己発熱量が大きく、逆に、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の絶対値が小さいほど、自己発熱量が小さいとして、複数の銘柄の石炭試料について、自己発熱量の大きさについての順位付けを行うことができる。 However, the larger the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals, the easier it is to oxidize and the larger the amount of self-heating. For this reason, for example, by comparing the first spin concentration (d1) assumed as the oxygen radical spin concentration of each of multiple coal samples of different brands, it is possible to compare the first spin concentration (d1) of each coal sample with respect to other coal samples. It is possible to evaluate the relative quality of oxidation properties. In this case, the evaluation unit 224 determines that, for example, the larger the absolute value of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals, the larger the self-heating amount; It is assumed that the smaller the absolute value of the first spin concentration (d1) assumed as the concentration, the smaller the self-heating amount, and it is possible to rank coal samples of multiple brands in terms of the magnitude of the self-heating amount. .

石炭試料の酸化特性の評価の方法は、このような方法に限定されない。例えば、以下のようにして石炭試料の酸化特性を評価してもよい。
まず、操業現場において野積みまたは容器に保管された石炭のうち、自己発熱が生じて発火した銘柄の石炭についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を導出しておく。また、操業現場において野積みまたは容器に保管された石炭のうち、自己発熱が生じていない銘柄の石炭についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を導出しておく。
The method for evaluating the oxidation properties of a coal sample is not limited to this method. For example, the oxidation properties of a coal sample may be evaluated as follows.
First, we derive the first spin concentration (d1), which is assumed to be the spin concentration of oxygen radicals, for the brand of coal that self-heats and ignites among the coals stored in the open or in containers at the operation site. I'll keep it. In addition, we derived the first spin concentration (d1), which is assumed to be the spin concentration of oxygen radicals, for brands of coal that do not generate self-heating among the coal that is stored in the open or in containers at the operation site. put.

そして、これらの酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)に基づいて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)に対する閾値を決定してもよい。
このようにする場合、評価部224は、石炭試料についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)が閾値よりも大きい場合、当該石炭試料は、酸化し易く、酸化による自然発熱量が大きいと評価する。
また、評価部224は、石炭試料についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)と閾値との差の絶対値を導出してもよい。当該差は、石炭試料の自然発熱による発火の可能性を反映した値になる。
Then, based on the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of these oxygen radicals, a threshold value for the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals may be determined. .
In this case, the evaluation unit 224 determines that when the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals for the coal sample is larger than the threshold value, the coal sample is easily oxidized and It is evaluated that the natural calorific value is large.
Furthermore, the evaluation unit 224 may derive the absolute value of the difference between the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and a threshold value for the coal sample. This difference is a value that reflects the possibility of ignition due to spontaneous heat generation of the coal sample.

また、評価部224は、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)そのものから石炭試料の酸化特性を評価しなくてもよい。例えば、評価部224は、石炭試料のスピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の比(=d1÷d0)に基づいて、石炭試料の酸化特性を評価するのが好ましい(詳細については実施例(図5)を参照)。このようにする場合も前述したのと同様に、それぞれの石炭試料の、他の石炭試料に対する相対的な酸化特性の良否を評価しても、閾値との比較を行うことにより酸化特性を評価してもよい。 Furthermore, the evaluation unit 224 does not need to evaluate the oxidation characteristics of the coal sample from the first spin concentration (d1) itself, which is assumed as the spin concentration of oxygen radicals. For example, the evaluation unit 224 evaluates the oxidation of the coal sample based on the ratio (=d1÷d0) of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals to the spin concentration (d0) of the coal sample. Preferably, the properties are evaluated (see Examples (Figure 5) for details). In this case, as described above, even if the oxidation characteristics of each coal sample are evaluated relative to other coal samples, the oxidation characteristics are evaluated by comparing them with a threshold value. It's okay.

評価部224は、以上のようにして行われる評価の結果を示す情報を出力することができる。出力の形態は、例えば、コンピュータディスプレイへの表示、外部装置への送信、および酸化特性評価装置220の外部または内部の記憶媒体への記憶のうち、少なくとも何れか1つを採用することができる。
尚、評価部224による評価そのものは、オペレータが実行してもよい。このようにする場合、酸化特性評価装置220は、第2の導出部223により導出された石炭試料についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を示す情報を出力する。
The evaluation unit 224 can output information indicating the results of the evaluation performed as described above. The form of output can be, for example, at least one of displaying on a computer display, transmitting to an external device, and storing in a storage medium external to or internal to the oxidation property evaluation device 220.
Note that the evaluation itself by the evaluation unit 224 may be performed by an operator. In this case, the oxidation property evaluation device 220 outputs information indicating the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals for the coal sample derived by the second derivation unit 223. do.

<<まとめ>>
以上のように本実施形態では、酸化特性評価装置220は、石炭試料のESRスペクトルに基づくg値(g0)およびスピン濃度(d0)を、第1の等式(石炭試料のスピン濃度(d0)が、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)との和であることを示す等式)と、第2の等式(石炭試料のg値(g0)が、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)と炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)との重み付き平均値であることを示す等式)に代入することにより、酸素ラジカルのg値として想定される第1のスピン濃度(d1)を導出する。従って、ESRスペクトルの測定と簡易な計算により、石炭試料の酸化特性を評価する指標を導出することができる。よって、石炭の酸化特性の評価を簡易に行うことができる。
<<Summary>>
As described above, in this embodiment, the oxidation property evaluation device 220 calculates the g value (g0) and spin concentration (d0) based on the ESR spectrum of the coal sample using the first equation (spin concentration (d0) of the coal sample). is the sum of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals) , the second equation (where the g-value (g0) of the coal sample is the first g-value (g1) assumed as the g-value of oxygen radicals and the second g-value (g1) assumed as the g-value of carbon radicals) The first spin concentration (d1) assumed as the g value of oxygen radicals is derived by substituting it into the equation (which shows that it is a weighted average value with g2). Therefore, by measuring ESR spectra and simple calculations, it is possible to derive an index for evaluating the oxidation characteristics of a coal sample. Therefore, the oxidation characteristics of coal can be easily evaluated.

また、本実施形態では、大気雰囲気中にある石炭試料のESRスペクトルを測定する。従って、特別な雰囲気中に石炭試料を置かなくても、石炭試料の酸化特性を評価する指標を導出することができる。よって、石炭の酸化特性の評価をより一層簡易に行うことができる。
また、本実施形態では、常温下にある石炭試料のESRスペクトルを測定する。従って、石炭試料を加熱しなくても、石炭試料の酸化特性を評価する指標を導出することができる。よって、石炭の酸化特性の評価をより一層簡易に行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, the ESR spectrum of a coal sample in the atmospheric atmosphere is measured. Therefore, an index for evaluating the oxidation characteristics of a coal sample can be derived without placing the coal sample in a special atmosphere. Therefore, it is possible to evaluate the oxidation characteristics of coal even more easily.
Furthermore, in this embodiment, the ESR spectrum of a coal sample at room temperature is measured. Therefore, an index for evaluating the oxidation properties of a coal sample can be derived without heating the coal sample. Therefore, it is possible to evaluate the oxidation characteristics of coal even more easily.

<<変形例>>
[変形例1]
本実施形態では、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)が、キノン類のラジカルのg値(2.00350以上2.00469以下)であり、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)が、芳香族炭化水素のπラジカルのg値(=2.00250)である場合を例示した。このようにすれば、石炭試料における酸化反応のメカニズムから妥当であると考えられるg値を用いて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を導出することができる。
<<Variation example>>
[Modification 1]
In this embodiment, the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is the g value of quinone radicals (2.00350 or more and 2.00469 or less), and the g value of carbon radicals is A case is illustrated in which the assumed second g value (g2) is the g value (=2.00250) of the π radical of aromatic hydrocarbon. In this way, the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals can be derived using a g value that is considered appropriate based on the mechanism of the oxidation reaction in the coal sample.

ただし、前述したように本実施形態では、石炭中の芳香族炭化水素のπラジカル以外のラジカル種が、酸化反応に寄与する一種類のラジカルであると仮定する。このため、(2)式および(3)式により導出される、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の値は、石炭試料における実際のスピン濃度の値に必ずしも対応しない。 However, as described above, in this embodiment, it is assumed that radical species other than π radicals of aromatic hydrocarbons in coal are one type of radical that contributes to the oxidation reaction. Therefore, the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of carbon radicals are derived from equations (2) and (3). The value of d2) does not necessarily correspond to the actual spin concentration value in the coal sample.

従って、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の値から、酸化による自然発熱量の絶対量を見積もることはできない。しかしながら、例えば、複数の銘柄の石炭試料のそれぞれについて、酸化による自然発熱量の相対的な大小関係を比較することによっても、石炭試料の酸化特性を評価することができる。従って、本実施形態で説明したように、例えば、複数の銘柄の石炭試料についての、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)を比較することにより、石炭試料の酸化特性を評価することができる。 Therefore, the absolute amount of spontaneous heat generation due to oxidation cannot be estimated from the value of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals. However, for example, the oxidation characteristics of a coal sample can also be evaluated by comparing the relative magnitude of the natural calorific value due to oxidation for each of a plurality of brands of coal samples. Therefore, as described in this embodiment, for example, by comparing the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals for coal samples of multiple brands, the oxidation characteristics of the coal sample can be determined. can be evaluated.

以上のように、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の値が石炭試料における実際のスピン濃度に対応しなくても、石炭試料の酸化特性を評価することができる。
従って、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)の値は特に限定されない。
例えば、酸化反応に寄与する一種類のラジカルが、キノン類以外のラジカルであると仮定し、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g)として、当該キノン類以外のラジカルのg値を採用してもよい。
As described above, the values of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals are the actual spin concentration in the coal sample. It is possible to evaluate the oxidation properties of a coal sample without having to deal with it.
Therefore, the values of the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals are not particularly limited.
For example, assuming that one type of radical contributing to the oxidation reaction is a radical other than quinones, the first g value (g 1 ) assumed as the g value of oxygen radical is The g value may be adopted.

石炭試料のg値(g0)が、石炭試料の炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)よりも大きく、且つ、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)よりも小さい範囲内(g1<g0<g2)になるようにすれば、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)は共に正の値になる。従って、このようにすれば、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の絶対値をとる必要がなくなる。 The g value (g0) of the coal sample is larger than the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals of the coal sample, and the first g value assumed as the g value of oxygen radicals. If the range is smaller than (g1) (g1<g0<g2), the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. The spin concentrations (d2) of 2 are both positive values. Therefore, by doing this, there is no need to take the absolute value of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals.

ただし、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)が共に正の値になるようにしなくてもよい。例えば、石炭試料のg値(g0)が、石炭試料の炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)よりも大きく、且つ、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)よりも小さい範囲内になくてもよい(g2<g0<g1でなくてもよい)。このようにすると、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)は負の値になる。このように、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)が負の値である場合、第1のスピン濃度(d1)の絶対値が大きいほど、酸化し易く、自然発熱量が大きいと評価される。 However, it is not necessary that the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals both have positive values. . For example, the g value (g0) of the coal sample is larger than the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals in the coal sample, and the first g value assumed as the g value of oxygen radicals It does not have to be within a range smaller than the g value (g1) (it does not have to be g2<g0<g1). In this way, the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals becomes a negative value. In this way, when the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is a negative value, the larger the absolute value of the first spin concentration (d1), the easier it is to oxidize and the spontaneous heat generation. It is evaluated that the quantity is large.

また、石炭試料の酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)の正負(符号)は問わない。
ただし、各銘柄の石炭試料のそれぞれにおける、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の正負の符号が同一となるようにするのが好ましい。即ち、或る銘柄の石炭試料のそれぞれにおける、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)が正の値であれば、その他の銘柄の石炭試料のそれぞれにおける、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)も正の値とする。同様に、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)が負の値でれば、その他の銘柄の石炭試料のそれぞれにおける、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)も負の値とする。このようにすれば、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の(絶対値の)大小をそのまま比較することができるからである。
Further, the sign of the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals of the coal sample and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals does not matter.
However, it is preferable that the positive and negative signs of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals in each coal sample of each brand are the same. In other words, if the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals in each of the coal samples of a certain brand is a positive value, the oxygen radicals in each of the coal samples of other brands are The first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration is also a positive value. Similarly, if the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is a negative value, the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals in each of the other brands of coal samples is The spin concentration (d1) is also set to a negative value. In this way, the magnitude (absolute value) of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals can be directly compared.

しかしながら、石炭試料の酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)を正の値とし、且つ、石炭試料の炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)よりも酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)の方が大きくなるようにそれぞれのg値(g1、g2)を定めるのが、g値およびスピン濃度の物理的意味に合った定め方であり好ましい。 However, if the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals of the coal sample and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals are positive values, and The respective g values (g1 , g2) is preferable because it is suitable for the physical meaning of the g value and spin concentration.

尚、石炭試料のg値(g0)が、石炭試料の酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)または炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)と等しいと、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)または炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)は0になる。従って、石炭試料のg値(g0)が、石炭試料の酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)と異なる値となるように、石炭試料の酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)を定めるのが好ましい。 Note that the g value (g0) of the coal sample is the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals of the coal sample, or the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals of the coal sample. , the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals or the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals becomes zero. Therefore, the g value (g0) of the coal sample is the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals of the coal sample, and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals of the coal sample. The first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals of the coal sample and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals of the coal sample are determined so that they are different values. preferable.

以上のように、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)は、スピン濃度として確からしい値でなくてもよい。このことは、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)についても同じである。これらの名称は、酸化反応中の石炭中のラジカル種が、炭素ラジカルと酸化反応に寄与する一種類のラジカルとであると仮定したことに対応してつけた名称である。 As described above, the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals are likely values as spin concentrations. You don't have to. The same holds true for the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals. These names were given based on the assumption that the radical species in the coal during the oxidation reaction are carbon radicals and one type of radical contributing to the oxidation reaction.

[変形例2]
変形例1で説明したように、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)として、例えば、ESR測定装置210により測定されるESRスペクトルからでは得られないg値を定めることもできる。ただし、このようにすると、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対応する共鳴磁場(H0)と、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対応する共鳴磁場(H0)とが、石炭試料のg値(g0)に対応する共鳴磁場(H0)と大きく異なることになる。ESR測定装置210では一般に、高磁場側の測定感度が高いため、共鳴磁場(H0)が高磁場であるほど、スピン濃度が大きくなる。従って、このような場合、(2)式および(3)式において、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)を補正するのが好ましい。
[Modification 2]
As explained in Modification 1, the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals are determined by, for example, ESR measurement. It is also possible to determine g values that cannot be obtained from the ESR spectrum measured by device 210. However, if you do this, the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g1) assumed as the g value of carbon radicals. The resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to g2) is significantly different from the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the g value (g0) of the coal sample. In general, the ESR measuring device 210 has high measurement sensitivity on the high magnetic field side, so the higher the resonant magnetic field (H 0 ) is, the higher the spin concentration becomes. Therefore, in such a case, in equations (2) and (3), the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. It is preferable to correct (d2).

例えば、(2)式に代えて、石炭試料のスピン濃度(d0)が、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)との重み付き平均値であることを示す等式を用いる。 For example, in place of equation (2), the spin concentration (d0) of the coal sample is the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals, and the second spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of carbon radicals. An equation is used that shows that it is a weighted average value with the spin concentration (d2) of .

当該等式において、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)に対する重みは、石炭試料の共鳴磁場(H0)に対する、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対応する共鳴磁場(H0)の比である。ここで、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対応する共鳴磁場(H0)は、石炭試料のESRスペクトルの測定時に得られたマイクロ波の周波数νと、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)とを(1)式に代入することにより導出される。 In this equation, the weight for the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is the first g value assumed as the g value of oxygen radicals with respect to the resonant magnetic field (H 0 ) of the coal sample. It is the ratio of the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the value (g1). Here, the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is the microwave frequency ν obtained when measuring the ESR spectrum of the coal sample and the oxygen It is derived by substituting the first g value (g1) assumed as the g value of the radical into equation (1).

また、当該等式において、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)に対する重みは、石炭試料の共鳴磁場(H0)に対する、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対応する共鳴磁場(H0)の比に応じて値が定まる重みである。ここで、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対応する共鳴磁場(H0)は、石炭試料のESRスペクトルの測定時に得られたマイクロ波の周波数νと、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)とを(1)式に代入することにより導出される。 In addition, in this equation, the weight for the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals is the weight for the second spin concentration (d2) assumed as the g value of carbon radicals with respect to the resonant magnetic field (H 0 ) of the coal sample. It is a weight whose value is determined according to the ratio of the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the g value (g2) of . Here, the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals is the microwave frequency ν obtained when measuring the ESR spectrum of the coal sample and the carbon It is derived by substituting the second g value (g2) assumed as the g value of the radical into equation (1).

また、(3)式において、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対する重みを、石炭試料のスピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の比と、石炭試料のESRスペクトルから得られる共鳴磁場(H0)に対する、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対応する共鳴磁場(H0)の比との積とする。
同様に、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対する重みを、石炭試料のスピン濃度(d0)に対する、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の比と、石炭試料のESRスペクトルから得られる共鳴磁場(H0)に対する、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対応する共鳴磁場(H0)の比との積とする。
In addition, in equation (3), the weight for the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is the weight for the first g value (g1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals with respect to the spin concentration (d0) of the coal sample. and the resonant magnetic field ( H 0 ).
Similarly, the weight for the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals is set to the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals with respect to the spin concentration (d0) of the coal sample. ) and the ratio of the resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals to the resonant magnetic field (H 0 ) obtained from the ESR spectrum of the coal sample. Let it be the product of

具体的には、(2)式に代えて以下の(4)式が用いられ、(3)式に代えて以下の(5)式が用いられる。
H1×d1+H2×d2=H0×d0 ・・・(4)
d1×H1×g1+d2×H2×g2=g0×H0×d0 ・・・(5)
ここで、H1は、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対応する共鳴磁場(H0)である。H2は、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対応する共鳴磁場(H0)である。H0は、石炭試料のESRスペクトルから得られる共鳴磁場(H0)である。
Specifically, the following equation (4) is used in place of equation (2), and the following equation (5) is used in place of equation (3).
H1×d1+H2×d2=H0×d0...(4)
d1×H1×g1+d2×H2×g2=g0×H0×d0...(5)
Here, H1 is a resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to a first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals. H2 is a resonant magnetic field (H 0 ) corresponding to a second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals. H0 is the resonant magnetic field (H 0 ) obtained from the ESR spectrum of the coal sample.

(4)式において、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)に対する重み係数は、H1/H0となり、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)に対する重み係数は、H2/H0となる。(5)式において、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対する重み係数は(d1/d0)×(H1/H0)となり、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対する重み係数は(d2/d0)×(H2/H0)となる。 In equation (4), the weighting factor for the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is H1/H0, and the weighting factor for the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals is H1/H0. The weighting coefficient for is H2/H0. In equation (5), the weighting factor for the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is (d1/d0)×(H1/H0), and the weighting factor for the first g value (g1) assumed as the g value of carbon radicals is (d1/d0)×(H1/H0). The weighting coefficient for the g value (g2) of 2 is (d2/d0)×(H2/H0).

以上のように、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)に対する重みは、石炭試料のスピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の比に応じて定まる値であれば、当該比そのものに限定されない。同様に、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)に対する重みは、石炭試料のスピン濃度(d0)に対する、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)の比に応じて定まる値であれば、当該比そのものに限定されない。 As described above, the weight for the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is the first spin concentration assumed as the spin concentration of oxygen radicals with respect to the spin concentration (d0) of the coal sample. As long as it is a value determined according to the ratio of (d1), it is not limited to the ratio itself. Similarly, the weight for the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals is the second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals with respect to the spin concentration (d0) of the coal sample. ) is not limited to the ratio itself, as long as it is a value determined according to the ratio.

尚、以上のようなESR測定装置210の測定感度による影響を低減する等の観点から、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)は、2.0010以上2.1000以下の範囲内であるのが好ましく、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)は、2.0010以上2.0300以下の範囲内であるのが好ましい。 In addition, from the viewpoint of reducing the influence of the measurement sensitivity of the ESR measurement device 210 as described above, the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals is 2.0010 or more and 2.1000 or less. The second g value (g2) assumed as the g value of the carbon radical is preferably within the range of 2.0010 or more and 2.0300 or less.

[その他の変形例]
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
[Other variations]
Note that the embodiments of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Furthermore, a computer-readable recording medium on which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. can be used.
Furthermore, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as limited by these. It is something. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its technical idea or its main features.

<実施例>
次に、実施例を説明する。
本実施例では、相互に酸化特性が異なる石炭A~Eのそれぞれについて石炭試料A~Eを作製した。
そして、大気雰囲気中且つ常温下で石炭試料A~EのESRスペクトルをそれぞれ測定した。ESR測定装置として、日本電子株式会社製の電子スピン共鳴装置(型式名;JES-FA200)を用いた。石炭試料A~EのESRスペクトルから、石炭試料A~Eのg値およびスピン濃度を導出した。その結果を表1に示す。尚、本実施例においてスピン濃度の単位は、spin/g(1グラム当たりのスピンの数)である。
<Example>
Next, an example will be described.
In this example, coal samples A to E were prepared for each of coals A to E having mutually different oxidation properties.
Then, the ESR spectra of each of the coal samples A to E were measured in the air at room temperature. As the ESR measurement device, an electron spin resonance device (model name: JES-FA200) manufactured by JEOL Ltd. was used. The g values and spin concentrations of coal samples A to E were derived from the ESR spectra of coal samples A to E. The results are shown in Table 1. In this example, the unit of spin concentration is spin/g (number of spins per gram).

Figure 0007436816000001
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そして、表1に示す石炭試料A~Eのg値(g0)およびスピン濃度(d0)を用いて、(2)式および(3)式により、石炭試料A~Eのそれぞれについて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)および炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度(d2)を導出した。ここで、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g)を、キノン類のラジカルのg値(=2.00469)とした。また、炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)を、芳香族炭化水素のπラジカルのg値(=2.00250)とした。表2にその結果を示す。 Then, using the g value (g0) and spin concentration (d0) of coal samples A to E shown in Table 1, the oxygen radical A first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration and a second spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of carbon radicals were derived. Here, the first g value (g 1 ) assumed as the g value of oxygen radicals was set as the g value of quinone radicals (=2.0046 9) . Furthermore, the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals was set as the g value of π radicals of aromatic hydrocarbons (=2.00250). Table 2 shows the results.

Figure 0007436816000002
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特許文献3には、17O 核磁気共鳴分光スペクトルのピークの面積が大きいほど石炭は自然発熱性が高く(酸化による自然発熱量が大きく)、17O 核磁気共鳴分光スペクトルのピークの面積が小さいほど石炭は自然発熱性が低い(酸化による自然発熱量が小さい)ことが示されている。従って、17O 核磁気共鳴分光スペクトルのピークの面積を、石炭の酸化特性を評価する指標として用いることができる。尚、特許文献3では、このことの妥当性を検討するための指標(自然発熱性を示す指標)として、自然発火試験装置SIT-2(株式会社島津製作所)を用いて測定される、石炭試料の200℃に達するまでの時間を用いている。 Patent Document 3 states that the larger the area of the peak in the 17 O nuclear magnetic resonance spectrum, the higher the spontaneous heating property of coal (the larger the amount of natural heat generated by oxidation), and the smaller the area of the peak in the 17 O nuclear magnetic resonance spectrum. It has been shown that coal has a lower spontaneous heating property (lower natural calorific value due to oxidation). Therefore, the area of the peak in the 17 O nuclear magnetic resonance spectrum can be used as an index for evaluating the oxidation properties of coal. In addition, in Patent Document 3, as an index for examining the validity of this (an index indicating spontaneous heat generation), a coal sample measured using a spontaneous ignition test device SIT-2 (Shimadzu Corporation) is used. The time required for the temperature to reach 200°C is used.

そこで、本実施例では、特許文献3に記載されている手法により、石炭試料A~Eについて17O 核磁気共鳴分光スペクトルのピークの面積を導出した。以下の説明では、17O 核磁気共鳴分光スペクトルを必要に応じて17O NMRスペクトルと称する。 Therefore, in this example, the areas of the peaks of the 17 O nuclear magnetic resonance spectra of coal samples A to E were derived using the method described in Patent Document 3. In the following description, a 17 O nuclear magnetic resonance spectrum will be referred to as a 17 O NMR spectrum as necessary.

特許文献3に記載されているように、172ガスを含む雰囲気中で石炭試料A~Eを酸化させ、酸化後の石炭試料A~Eについて核磁気共鳴(NMR(Nuclear Magnetic Resonance))分光分析を行い、17O NMRスペクトルを得た。得られた石炭試料A~Eについての17O NMRスペクトルのピークの面積を導出した。尚、ESRスペクトルの測定に用いた石炭試料に対しては、17O NMRスペクトルの測定に用いた石炭試料に対して行った酸化処理を行っていない。 As described in Patent Document 3, coal samples A to E were oxidized in an atmosphere containing 17 O 2 gas, and the oxidized coal samples A to E were subjected to nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Analysis was performed and a 17 O NMR spectrum was obtained. The peak areas of the 17 O NMR spectra for the obtained coal samples A to E were derived. Note that the coal sample used for measuring the ESR spectrum was not subjected to the oxidation treatment that was applied to the coal sample used for measuring the 17 O NMR spectrum.

そして、ESRスペクトルから得られるスピン濃度と、17O 核磁気共鳴分光スペクトルのピークの面積との相関を調査した。
図4は、スピン濃度と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。
17O NMRスペクトル面積は、特許文献3に記載されているようにして得られる17O NMRスペクトルのピークの面積である。
Then, the correlation between the spin concentration obtained from the ESR spectrum and the area of the peak of the 17 O nuclear magnetic resonance spectrum was investigated.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between spin concentration and 17 O NMR spectrum area.
The 17 O NMR spectrum area is the area of the peak of the 17 O NMR spectrum obtained as described in Patent Document 3.

図4(a)は、全スピン濃度と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。全スピン濃度は、石炭試料A~Eのスピン濃度(d0)であり、表1に示すスピン濃度(d0)の値である。図4(b)は、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン(d1)は、表2に示す第1のスピン濃度(d1)の値である。 FIG. 4(a) is a diagram showing an example of the relationship between the total spin concentration and the 17 O NMR spectrum area. The total spin concentration is the spin concentration (d0) of coal samples A to E, and is the value of the spin concentration (d0) shown in Table 1. FIG. 4(b) is a diagram showing an example of the relationship between the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the 17 O NMR spectrum area. The second spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is the value of the first spin concentration (d1) shown in Table 2.

図4(a)に示すように、全スピン濃度(石炭試料のスピン濃度(d0))と17O NMRスペクトル面積とには相関がない(R2=0.2372)。これに対し、図4(b)に示すように、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)と17O NMRスペクトル面積には良好な正の相関がある(R2=0.7558)。 As shown in FIG. 4(a), there is no correlation between the total spin concentration (spin concentration (d0) of the coal sample) and the 17 O NMR spectrum area (R 2 =0.2372). On the other hand, as shown in FIG. 4(b), there is a good positive correlation between the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the 17 O NMR spectrum area (R 2 = 0 .7558).

以上のことから、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)の(絶対値の)大きさが大きいほど、石炭試料は自然発熱性が高く、逆に、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)の(絶対値の)大きさが小さいほど、石炭試料は自然発熱性が低いと評価することができる。例えば、表2に示す例では、石炭試料Bが最も自然発熱性が高く、石炭試料Eが最も自然発熱性が低いと評価することができる。 From the above, the larger the (absolute value) of the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals, the higher the spontaneous heating property of the coal sample; The smaller the magnitude (absolute value) of the first spin (d1) assumed to be, the lower the spontaneous heat generation of the coal sample can be evaluated. For example, in the example shown in Table 2, it can be evaluated that coal sample B has the highest spontaneous heating property, and coal sample E has the lowest spontaneous heating property.

尚、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)は、(2)式および(3)式から導出される。従って、前述したようにして酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)の値を定めれば、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d2)と17O NMRスペクトル面積との相関は、酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値(g1)および炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値(g2)の値によらず良好な相関になる。 Note that the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals is derived from equations (2) and (3). Therefore, if the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the second g value (g2) assumed as the g value of carbon radicals are determined as described above, then the oxygen The correlation between the first spin concentration (d2) assumed as the spin concentration of radicals and the 17 O NMR spectrum area is the first g value (g1) assumed as the g value of oxygen radicals and the g value of carbon radicals. The correlation is good regardless of the second g value (g2) assumed as .

図5は、第1のスピン濃度の割合と17O NMRスペクトル面積との関係の一例を示す図である。第1のスピン濃度の割合は、全スピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度(d1)の比(=d1÷d0)である。図5に示すように、全スピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)の比と、17O NMRスペクトル面積との相関(R2=0.9204)の方が、図4(b)に示す酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン(d1)と17O NMRスペクトル面積との相関(R2=0.7558)よりも高い。従って、全スピン濃度(d0)に対する、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度の比に基づいて石炭試料の酸化特性を評価するのが好ましいことが分かる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the first spin concentration ratio and the 17 O NMR spectrum area. The ratio of the first spin concentration is the ratio (=d1÷d0) of the first spin concentration (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals to the total spin concentration (d0). As shown in FIG. 5, the correlation between the ratio of the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals to the total spin concentration (d0) and the 17 O NMR spectrum area (R 2 = 0.9204 ) is higher than the correlation (R 2 =0.7558) between the first spin (d1) assumed as the spin concentration of oxygen radicals and the 17 O NMR spectrum area shown in FIG. 4(b). Therefore, it can be seen that it is preferable to evaluate the oxidation characteristics of the coal sample based on the ratio of the first spin concentration assumed as the spin concentration of oxygen radicals to the total spin concentration (d0).

210:ESR測定装置、220:酸化特性評価装置、221:取得部、222:第1の導出部、223:第2の導出部、224:評価部 210: ESR measurement device, 220: Oxidation property evaluation device, 221: Acquisition section, 222: First derivation section, 223: Second derivation section, 224: Evaluation section

Claims (16)

石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルを電子スピン共鳴法により測定する測定工程と、
前記石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出する第1の導出工程と、
前記第1の導出工程により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度に基づいて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度を導出する第2の導出工程と、
前記第2の導出工程により導出された前記第1のスピン濃度に基づいて、前記石炭試料の酸化特性を評価する評価工程と、を有し、
前記第2の導出工程では、前記第1の導出工程により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を、第1の等式および第2の等式に代入することにより、前記第1のスピン濃度を導出し、
前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度を含む項と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度を含む項との和を用いて表されることを示す等式であり、
前記第2の等式は、前記石炭試料のg値が、前記酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値と、前記炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値との重み付き平均値で表されることを示す等式であり、
前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、
前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであることを特徴とする酸化特性評価方法。
a measurement step of measuring an electron spin resonance spectrum of a coal sample by an electron spin resonance method;
A first derivation step of deriving the g value and spin concentration of the coal sample based on the electron spin resonance spectrum of the coal sample;
a second derivation step of deriving a first spin concentration assumed as the spin concentration of oxygen radicals based on the g value and spin concentration of the coal sample derived in the first derivation step;
an evaluation step of evaluating the oxidation characteristics of the coal sample based on the first spin concentration derived by the second derivation step,
In the second derivation step, by substituting the g value and spin concentration of the coal sample derived in the first derivation step into the first equation and the second equation, the first derivation step is performed. Derive the spin concentration of
In the first equation, the spin concentration of the coal sample is determined by using the sum of a term including the first spin concentration and a term including the second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. is an equation showing that
The second equation is such that the g value of the coal sample is between a first g value assumed as the g value of the oxygen radical and a second g value assumed as the g value of the carbon radical. is an equation showing that it is expressed as a weighted average value,
The weight for the first g value is a weight whose value is determined according to the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample,
A method for evaluating oxidation characteristics, wherein the weight for the second g value is a weight whose value is determined according to a ratio of the second spin concentration to the spin concentration of the coal sample.
前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度と、前記第2のスピン濃度との和であることを示す等式であり、
前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比であり、
前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比であることを特徴とする請求項1に記載の酸化特性評価方法。
The first equation is an equation indicating that the spin concentration of the coal sample is the sum of the first spin concentration and the second spin concentration,
The weight for the first g value is the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample,
The oxidation property evaluation method according to claim 1, wherein the weight for the second g value is a ratio of the second spin concentration to the spin concentration of the coal sample.
前記第1のg値は、2.00350以上2.00469以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化特性評価方法。 The oxidation property evaluation method according to claim 1 or 2, wherein the first g value is 2.00350 or more and 2.00469 or less. 前記評価工程では、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に基づいて、前記石炭試料の酸化特性を評価することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の酸化特性評価方法。 According to any one of claims 1 to 3, in the evaluation step, the oxidation characteristics of the coal sample are evaluated based on the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample. Method for evaluating the oxidation properties of 前記評価工程では、相互に異なる複数種類の石炭試料について前記第2の導出工程により導出された前記第1のスピン濃度に基づいて、当該複数種類の石炭試料の少なくとも2つの酸化特性の相対的な良否を評価することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の酸化特性評価方法。 In the evaluation step, based on the first spin concentration derived in the second derivation step for a plurality of mutually different types of coal samples, a relative value of at least two oxidation properties of the plurality of types of coal samples is determined. The oxidation property evaluation method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the quality is evaluated. 前記第1の導出工程では、常温下の電子スピン共鳴法により得られる石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出することを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の酸化特性評価方法。 In the first derivation step, the g value and spin concentration of the coal sample are derived based on an electron spin resonance spectrum of the coal sample obtained by an electron spin resonance method at room temperature. 5. The oxidation property evaluation method according to any one of Item 5. 前記第1の導出工程では、大気雰囲気中の電子スピン共鳴法により得られる石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出することを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の酸化特性評価方法。 Claim 1, wherein in the first derivation step, the g value and spin concentration of the coal sample are derived based on an electron spin resonance spectrum of the coal sample obtained by an electron spin resonance method in the atmosphere. The method for evaluating oxidation properties according to any one of items 6 to 6. 石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルを電子スピン共鳴法により測定する測定手段と、
前記石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出する第1の導出手段と、
前記第1の導出手段により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度に基づいて、酸素ラジカルのスピン濃度として想定される第1のスピン濃度を導出する第2の導出手段と、を有し、
前記第2の導出手段は、前記第1の導出手段により導出された、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を、第1の等式および第2の等式に代入することにより、前記第1のスピン濃度を導出し、
前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度を含む項と、炭素ラジカルのスピン濃度として想定される第2のスピン濃度を含む項との和を用いて表されることを示す等式であり、
前記第2の等式は、前記石炭試料のg値が、前記酸素ラジカルのg値として想定される第1のg値と、前記炭素ラジカルのg値として想定される第2のg値との重み付き平均値で表されることを示す等式であり、
前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、
前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比に応じて値が定まる重みであり、
前記第2のスピン濃度が、前記石炭試料の酸化特性を評価する指標として用いられることを特徴とする酸化特性評価システム。
A measuring means for measuring an electron spin resonance spectrum of a coal sample by an electron spin resonance method;
a first derivation means for deriving the g value and spin concentration of the coal sample based on the electron spin resonance spectrum of the coal sample;
a second deriving means for deriving a first spin concentration assumed as a spin concentration of oxygen radicals based on the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first deriving means; death,
The second deriving means substitutes the g value and spin concentration of the coal sample derived by the first deriving means into the first equation and the second equation, thereby obtaining the first result. Derive the spin concentration of
In the first equation, the spin concentration of the coal sample is determined by using the sum of a term including the first spin concentration and a term including the second spin concentration assumed as the spin concentration of carbon radicals. is an equation showing that
The second equation is such that the g value of the coal sample is between a first g value assumed as the g value of the oxygen radical and a second g value assumed as the g value of the carbon radical. is an equation showing that it is expressed as a weighted average value,
The weight for the first g value is a weight whose value is determined according to the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample,
The weight for the second g value is a weight whose value is determined according to the ratio of the second spin concentration to the spin concentration of the coal sample,
An oxidation characteristic evaluation system, wherein the second spin concentration is used as an index for evaluating the oxidation characteristics of the coal sample.
前記第1の等式は、前記石炭試料のスピン濃度が、前記第1のスピン濃度と、前記第2のスピン濃度との和であることを示す等式であり、
前記第1のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比であり、
前記第2のg値に対する重みは、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第2のスピン濃度の比であることを特徴とする請求項8に記載の酸化特性評価システム。
The first equation is an equation indicating that the spin concentration of the coal sample is the sum of the first spin concentration and the second spin concentration,
The weight for the first g value is the ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample,
The oxidation property evaluation system according to claim 8, wherein the weight for the second g value is a ratio of the second spin concentration to the spin concentration of the coal sample.
前記第1のg値は、2.00350以上2.00469以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の酸化特性評価システム。 The oxidation property evaluation system according to claim 8 or 9, wherein the first g value is 2.00350 or more and 2.00469 or less. 前記第2の導出手段により導出された前記第1のスピン濃度に基づいて、前記石炭試料の酸化特性を評価する評価手段を更に有することを特徴とする請求項8~10の何れか1項に記載の酸化特性評価システム。 11. The method according to claim 8, further comprising evaluation means for evaluating the oxidation characteristics of the coal sample based on the first spin concentration derived by the second derivation means. Oxidation characterization system described. 前記評価手段は、前記石炭試料のスピン濃度に対する前記第1のスピン濃度の比に基づいて、前記石炭試料の酸化特性を評価することを特徴とする請求項11に記載の酸化特性評価システム。 The oxidation characteristic evaluation system according to claim 11, wherein the evaluation means evaluates the oxidation characteristics of the coal sample based on a ratio of the first spin concentration to the spin concentration of the coal sample. 前記評価手段は、相互に異なる複数種類の石炭試料について前記第2の導出手段により導出された前記第1のスピン濃度に基づいて、当該複数種類の石炭試料の少なくとも2つの酸化特性の相対的な良否を評価することを特徴とする請求項11に記載の酸化特性評価システム。 The evaluation means calculates a relative value of at least two oxidation properties of the plurality of different types of coal samples based on the first spin concentration derived by the second derivation means for the plurality of mutually different types of coal samples. The oxidation property evaluation system according to claim 11, characterized in that it evaluates quality. 前記第1の導出手段は、常温下の電子スピン共鳴法により得られる石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出することを特徴とする請求項8~13の何れか1項に記載の酸化特性評価システム。 9. The first deriving means derives the g value and spin concentration of the coal sample based on an electron spin resonance spectrum of the coal sample obtained by an electron spin resonance method at room temperature. 14. The oxidation property evaluation system according to any one of Item 13. 前記第1の導出手段は、大気雰囲気中の電子スピン共鳴法により得られる石炭試料の電子スピン共鳴スペクトルに基づいて、前記石炭試料のg値およびスピン濃度を導出することを特徴とする請求項8~14の何れか1項に記載の酸化特性評価システム。 9. The first derivation means derives the g value and spin concentration of the coal sample based on an electron spin resonance spectrum of the coal sample obtained by an electron spin resonance method in the atmosphere. The oxidation property evaluation system according to any one of items 1 to 14. 請求項8~15の何れか1項に記載の酸化特性評価システムの各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each means of the oxidation property evaluation system according to any one of claims 8 to 15.
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