Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55119-2012 (ЕН 15440:2011) "Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания биомассы" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 903-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55119-2012 (ЕН 15440:2011)
"Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания биомассы"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 903-ст)

Solid recovered fuels. Determination of biomass content

Дата введения - 1 июля 2014 г.

Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ" (ФГУП ВНИЦСМВ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык европейского регионального стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 "Твердое минеральное топливо"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 903-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному стандарту ЕН 15440:2011 "Топливо твердое из бытовых отходов. Методы определения содержания биомассы" (EN 15440:2011 "Solid recovered fuels - Methods for the determination of biomass content") путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом.

5 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт устанавливает метод определения содержания биомассы в твердом топливе из бытовых отходов. Стандарт определяет три нормативные процедуры указанного определения, а именно: метод селективного растворения, метод ручной сортировки и определение, основанное на содержании 14С.

Метод селективного растворения основан на реакции биомассы материала со смесью серной кислоты и перекиси водорода. Метод ручной сортировки основан на разделении различных фракций при визуальном осмотре. Определение содержания биомассы при 14С-методе основано на проверенных аналитических методах, которые применяются для определения наличия углеродсодержащих материалов.

Согласно данному стандарту доля биомассы определяется на основе следующих характеристик:

- на основе информации о массе;

- на основе содержания энергии (высшая и низшая теплота сгорания);

- на основе содержания углерода.

Стандарт предназначен для лабораторий, производителей, поставщиков и покупателей твердого топлива из бытовых отходов, а также для контролирующих органов.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет три механизма определения содержания биомассы в различных видах твердого топлива из бытовых отходов: метод селективного растворения в перекиси водорода и серной кислоте, метод ручной сортировки и определение содержания биомассы в твердом топливе на основе содержания .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54185-2010 (CEN/TS 14775:2009) Биотопливо твердое. Определение зольности

ГОСТ Р 54224-2010 (CEN/TS 15403:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение зольности

ГОСТ Р 54227-2010 (CEN/TS 15442:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы отбора проб

ГОСТ Р 54228-2010 (CEN/TS 15443:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы подготовки лабораторной пробы

ГОСТ Р 54229-2010 (CEN/TS 15413:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы приготовления образца для испытаний из лабораторной пробы

ГОСТ Р 54231-2010 (CEN/TS 15414-1:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 1. Общая влага. Стандартный метод

ГОСТ Р 54234-2010 (CEN/TS 15407:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение углерода, водорода и азота инструментальными методами

ГОСТ Р 54235-2010 (CEN/TS 15357:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Термины и определения

ГОСТ Р 55113-2012 Биотопливо твердое. Пересчет результатов анализа на различные состояния топлива

ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 54235, в том числе следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 зольность (ash content): Масса неорганического остатка, образовавшегося после сжигания топлива в стандартных условиях, выраженного, как правило, в процентах по массе в пересчете на сухое вещество.

3.2 биодеградируемый (biodegradable): Материал, поддающийся аэробному или анаэробному разложению.

Примечание - "Биодеградируемый" следует понимать как материал, поддающийся аэробному или анаэробному разложению в естественных условиях.

3.3 биогенный (biogenic): Произведенный живыми организмами в ходе естественных процессов, но не минерализованный или полученный из минеральных ископаемых.

Примечание - Термин "биогенный" используется для обозначения -нейтральных веществ, полученных путем аэробной обработки (например, сжиганием или окислением).

3.4 биомасса (biomass): Биодеградируемая фракция продукции, отходов или остатков сельскохозяйственного производства (включая растениеводческое и животноводческое), лесного хозяйства и сопутствующих им производств, а также биодеградируемая фракция промышленных и бытовых отходов.

Примечание - Биомассу следует понимать как вещества биологического происхождения, за исключением материалов, залегающих в геологических образованиях и превратившихся в ископаемые остатки.

3.5 энергоемкость (energy content): Количество энергии на единицу массы или объема, который выделяется при полном сгорании.

3.6 высшая теплота сгорания (gross calorific value, higher heating value): Количество тепла в джоулях, которое выделяется при полном сгорании единицы массы твердого топлива из бытовых отходов, сожженного в атмосфере кислорода в калориметрической бомбе при определенных условиях.

Примечание - Иначе - валовая теплотворная способность (gross calorific value).

3.7 точечная проба (increment): Количество твердого топлива из бытовых отходов, единовременно извлеченное в процессе однократного движения устройства для отбора проб.

Примечание - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

3.8 распространенность изотопов (isotopic abundance): Доля атомов элемента определенного изотопа.

3.9 лабораторная проба (laboratory sample): Объединенная проба или ее часть, точечная проба или ее часть, а также любая другая проба, отправленная в лабораторию для испытаний.

Примечание - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

3.10 общая влага (total moisture): Содержание воды в твердом топливе из бытовых отходов, измеренное при определенных условиях, установленных стандартом.

Примечание - Необходимо указывать информацию о состоянии топлива (сухое/рабочее состояние), чтобы избежать путаницы.

3.11 теплота сгорания (q) (calorific value, heating value): Количество энергии, полученной в результате полного сгорания топлива твердого из бытовых отходов, отнесенное к единице его массы или объема.

Примечание

1 - См. также "удельная энергоемкость" (energy density), "высшая теплота сгорания" (gross calorific value, higher heating value) и "низшая теплота сгорания" (net calorific value);

2 - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

3.12 минимальный номинальный размер (nominal minimum screen size): Размер отверстий сита для определения гранулометрического состава твердого топлива из бытовых отходов, через которое проходит не более 5% массы материала.

3.13 номинальный верхний размер (nominal top size): Размер отверстий сита для определения гранулометрического состава твердого топлива из бытовых отходов, через которое проходит не менее 95% массы материала.

Примечание - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

3.14 процентное содержание современного углерода (pmC): Относительное процентное содержание современного углерода по отношению к стандартному образцу щавелевой кислоты.

Примечание - Международно принятое эталонное значение радиоуглеродного датирования - 95% радиоактивности. В 2006 г. значение 100% биогенного углерода было принято на уровне 107 pmC.

3.15 проба (sample): Количество материала, качество которого необходимо установить, отобранное из большего количества этого материала.

Примечание - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

3.16 подготовка проб (sample preparation): Действия, производимые для получения из первоначально отобранной пробы репрезентативных выборок пробы, пригодной для анализа или испытаний.

3.17 часть пробы (sub-sample): Порция пробы.

Примечание - Гармонизировано с ГОСТ Р 54219.

4 Сокращения

В стандарте использованы следующие сокращения и обозначения:

D -		диаметр (мм);
-		изотоп углерода с атомной массой 14;
PC -		метод ручной сортировки;
RSD -		относительное стандартное отклонение;
SDM -		метод селективного растворения;
SRF -		твердое топливо из бытовых отходов;
ТС -		общее содержание углерода;
Х -		массовая доля, %.

В стандарте использованы следующие показатели различных баз данных: воздушно-сухое состояние вещества (ad), рабочее состояние вещества (ar), сухое вещество (безводное состояние) (d), сухое беззольное вещество (безводное и беззольное состояние) (daf).

5 Общие положения

Определение содержания биомассы в твердом топливе из бытовых отходов на основе селективного растворения, ручной сортировки и определении содержания биомассы на основе содержания . Выбор применяемой процедуры описан в разделе 6. Содержание биомассы позволяет оценить содержание биологической/биогенной доли в твердом топливе из бытовых отходов.

6 Определение содержания биомассы

6.1 Отбор пробы

Отбор пробы, транспортировку, хранение твердого топлива из бытовых отходов, а также подготовку пробы на месте проводят в соответствии с ГОСТ Р 54227 и ГОСТ Р 54228.

6.2 Применяемые методы

Существует три метода для определения содержания биомассы:

1) определение содержания биомассы на основе метода селективного растворения проводят в соответствии с приложением А. Этот метод основывается на свойстве биомассы растворяться в смеси серной кислоты и пероксида водорода;

2) определение биомассы на основе ручной сортировки (PC) проводится в соответствии с приложением В. Этот метод пригоден для проб с размером частиц больше 10 мм;

3) определение содержания биомассы методом проводится в соответствии с приложением С. Этот принцип пригоден для проб всех видов топлива.

Метод селективного растворения может дать ошибочные результаты, причиной которых могут стать присутствующие в пробе компоненты. При наличии этих компонентов метод селективного разложения не применяют.

Список компонентов, которые могут привести к ошибочным результатам:

- ископаемое твердое топливо, например каменный уголь, кокс, бурый уголь, лигнит и торф;

- древесный уголь;

- биоразлагаемые полимеры ископаемого происхождения;

- биологически нерасщепляемые полимеры биогенного происхождения;

- масло или жир, находящиеся в составе биомассы;

- остатки натурального и/или искусственного каучука;

- шерсть;

- вискоза;

- нейлон, полиуретан или другие полимеры, содержащие молекулярные аминогруппы;

- силиконовая резина.

Если предполагают, что данные компоненты содержатся с массовой долей меньше 10% (для натурального и/или искусственного каучука или резины) или менее 5% (для остальных компонентов), то нет необходимости в проведении проверки. Если предполагают, что содержание перечисленных компонентов будет больше указанных величин, то должна быть проведена оценка возможного воздействия этих компонентов и результаты этой оценки должны быть оговорены между двумя сторонами. В конфликтных случаях для подтверждения результатов экспертизы применяется метод .

Примечания

1 - В типичных бытовых отходах содержание нейлона, полиуретана, биологически расщепляемых полимеров ископаемого происхождения, шерсти, вискозы, биологически нерасщепляемых полимеров биогенного происхождения и масла/жира достаточно низкое, и погрешность будет незначительна.

2 - Границы метода представлены в приложении А.

6.3 Выбор метода определения содержания биомассы

Для отражения содержания биомассы применяются три различные величины:

a) массовая доля биомассы в процентах ();

b) биомасса в процентах от общего содержания энергии ();

c) биомасса в процентах от общего содержания углерода ().

При выборе метода следует учитывать следующие аспекты:

1) с какой целью проводится определение содержания биомассы? Обычно содержание биомассы определяют относительно общей массы и/или энергетической ценности. Когда результаты применяются в интересах снижения выделения парникового газа (), то должно быть определено содержание биомассы относительно содержания углерода и/или энергетической ценности;

2) если измерения являются частью регулярной, постоянно проводимой контрольной проверки, то в этом случае применяются метод селективного разложения и метод ручной сортировки, при условии, что нет ограничений из-за ошибочных результатов, как описано в 6.2. Предпочтительно использование метода селективного разложения и метода ручной сортировки, так как их могут проводить компетентные специалисты в обычных лабораториях с применением стандартного оборудования. Результаты получают в течение 1 - 2 дней и, если свойства твердого топлива из бытовых отходов хорошо известны и неизменны, то метод селективного разложения и метод ручной сортировки наиболее экономичны;

3) проводятся измерения в целях торговли или в целях определения содержания биомассы в выбросах . В этом случае можно применять метод или метод селективного разложения. Исследования показывают, что при определении содержания биомассы относительно содержания углерода в материалах твердого топлива из бытовых отходов метод хорошо согласовывается с методами селективного разложения и ручной сортировки.

Таблица 1 - Выбор метода

	[регулярный мониторинг]	[выделение ]
	Метод селективного разложения и метод ручной сортировки	-
	Метод селективного разложения и метод ручной сортировки	Метод /метод селективного разложения
	-	Метод /метод селективного разложения

Примечания

1 - Определение доли биомассы методом , выраженное в содержании энергии, не проводится;

2 - Метод ручной сортировки в комплексе с определением коэффициента вариации или общего содержания углерода биомассы и содержания других компонентов может применяться для внутренних анализов.

На рисунке 1 представлен алгоритм выбора верного метода определения.

Рисунок 1 - алгоритм выбора подходящего метода определения

Примечание - PC в сочетании с определением коэффициента вариации и общего углерода, а также фракций биомассы и не биомассы может быть использован для внутреннего анализа.

7 Вычисления

Примеры конкретных расчетов приведены в приложениях А, Б и В. Когда надо определить массовую долю биомассы и энергетического содержания методом , рассчитываются показатели содержания биогенного углерода. Примеры таких вычислений приведены в В.7.5. Когда происхождение биогенных составляющих неизвестно, может быть получено хорошее оценочное значение, в котором предполагается, что целлюлоза является основным источником биогенных составляющих, так как целлюлоза является основным продуктом фотосинтетического цикла углерода.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо" приложениях А, Б и В" следует читать "приложениях А, B и C", вместо "в В.7.5." следует читать "в С.7.5."

8 Выражение результатов

8.1 Пример показателей углерода биомассы

В настоящем стандарте даются все показатели, связанные с биомассой как частью от общего содержания материала (Биомасса + не биомасса). В таблице 2 приведены примеры различного содержания, применяемого в стандарте, с некоторыми принятыми содержаниями для древесины и твердого топлива из бытовых отходов.

Таблица 2 - Примеры связи между общим содержанием углерода, содержанием биогенного углерода и ХВТС

Топливо	%ТС	% биогенного углерода
Древесина	48	48	100
Твердое топливо из бытовых отходов	50	25	50
Примечание % ТС - общее содержание углерода; % биогенного углерода - доля углерода биогенного происхождения; - доля биомассы в процентном соотношении от общего содержания углерода.

8.2 Характеристики

В соответствии с ГОСТ ИСО/МЭК 17025 данный стандарт не дает никаких требований к характеристикам. Данные для расчетов погрешности измерений приведены в приложении F, в котором обобщены последние результаты сравнительных испытаний и контрольных исследований. Эти показатели применяются в комплексе с характеристиками из отдельной лаборатории и желаемым коэффициентом расширения, чтобы получить результирующую погрешность, которую требует клиент.

Пример - Практический пример применения данных из приложения F.

Лаборатории нужно дополнительно определить погрешность в измерении методом селективного разложения (относительно массы).

Прецизионность в пределах одной лаборатории, рассчитываемая на основании внутренних контрольных исследований и графиков контроля качества, составила 2,5% (относительное стандартное отклонение).

Результаты сравнительных испытаний (таблица F.2.1) показывают уровень относительного стандартного отклонения в 3,4% (при 70%-м уровне):

;

;

где - суммарная погрешность измерений;

- дополнительная погрешность измерений при применении коэффициента расширения равна 2 (95% - доверительный интервал).

9 Протокол испытаний

В протоколе испытаний должны содержаться, как минимум, следующие данные:

d) наименования лаборатории, которая проводит испытания;

e) дата проведения испытаний;

f) идентификация испытываемой продукции (проверяемого образца);

g) подготовка пробы (например, методы сокращения пробы, высушивания, измельчения);

h) условия хранения;

i) дата поступления лабораторной пробы и даты проведения испытаний (начало и окончание);

j) ссылка на настоящий стандарт;

k) результаты испытаний методом , включая систему отчета, относительно которой они даны, и применение изотопной коррекции;

l) процентное содержание биомассы относительно энергетической ценности и/или содержания углерода;

m) проводившиеся при испытаниях процедуры, не описанные в данном стандарте или необязательные;

n) любые особенности, отмеченные в ходе испытаний, которые могли повлиять на результаты

Протокол испытаний должен быть однозначно идентифицирован, все страницы пронумерованы и указано их общее количество.

В лаборатории должны храниться промежуточные результаты испытаний (хроматограммы, исходные данные, расчеты), которые должны быть доступны при необходимости.

Библиография

[1] EN 15400:2011 Solid recovered fuels - Determination of calorific value