【技術資料】近赤外分光法(NIRS)による石炭の水分・灰分・固定炭素・揮発分測定

水分、灰分、固定炭素、揮発分は、石炭分析において最も重要なパラメータです。これらのパラメータを測定する標準的な方法では、専用の炉での燃焼が必要です。燃焼の前に、石炭試料を粉砕して秤量する必要があります。石炭中の揮発分を測定するには、900 °Cを超える温度で、純窒素の制御された雰囲気下で燃焼を行う必要があります。

石炭試料の主要な品質パラメータを測定するために用いられる従来の方法は、時間がかかり、窒素の消費量に基づくとコストもかかります。近赤外（NIR）分光法は、試料前処理なしで、1分未満で4つすべての品質パラメータを同時に測定できる優れた代替手法です。このアプリケーションノートでは、可視・近赤外スペクトル領域（Vis-NIR）で測定可能なメトロームのNIRS DS2500 Solid Analyzerを用いて、石炭の品質分析をより簡単に行える方法をユーザーに提供することについて示します。

測定したすべてのVis-NIRスペクトル（図2）を用いて、定量のために検量線予測モデルを作成しました。検量線予測モデルの精度は相関図を用いて評価し、すべてのパラメータについて、Vis-NIRによる予測値と従来分析値との間に高い相関（R2 > 0.89）が示されました。それぞれの統計指標（FOM）は期待される精度を示しており、日常分析における実現可能性を裏付けています（図3～6）。

このアプリケーションノートでは、石炭中の灰分、水分、固定炭素、揮発分の測定において、Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzerが有用であることを示しました。Vis-NIR分光法により、サンプル前処理なしで迅速な測定が可能です（表2）。さらに、窒素ガスの使用が不要となるため、分析コストが削減できます。