Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55127-2012 (CEN/TR 15508:2006) "Топливо твердое из бытовых отходов. Основные свойства для составления системы классификации" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 911-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55127-2012 (CEN/TR 15508:2006)
"Топливо твердое из бытовых отходов. Основные свойства для составления системы классификации"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 911-ст)

Solid recovered fuel. Key properties for establishing a classification system

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 документа, 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 911-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному документу CEN/TR 15508:2006 "Топливо твердое из бытовых отходов. Основные свойства для составления системы классификации" (CEN/TR 15508:2006 "Key properties on solid recovered fuels to be used for establishing a classification system") путем изменения отдельных фраз, слов, значений показателей, ссылок, которые выделены в тексте курсивом

5 Введен впервые

Введение

Поиск альтернативных видов топлива энергоемкими отраслями обуславливается возможностью сохранения основных видов топлив и обеспечения таким образом устойчивого развития промышленности и экономики.

Сектор промышленности по обращению с отходами за много лет разработал рациональные пути производства вторичного топлива, например, твердого топлива из бытовых отходов стабильного качества, которое успешно применяется для решения экономических и экологических проблем.

Однако этот путь восстановления топлива не оптимизирован из-за существования ряда нерешенных практических задач:

- трансграничное регулирование и проблемы создания рынка твердого топлива из бытовых отходов;

- неточная классификация твердого топлива из бытовых отходов в перечне отходов;

- нестабильность качества некоторых видов твердого топлива из бытовых отходов;

- отсутствие проверенных данных о влиянии на процессы и установки.

В связи с этим было принято решение о разработке ряда стандартов на твердое топливо из бытовых отходов, произведенное из неопасных отходов, в том числе, стандарты, описывающие систему классификации, классы и характеристики.

Настоящий стандарт описывает технический подход, основанный на изучении процессов, осуществляемых конечными пользователями, которые были определены как (потенциально) заинтересованные, имеющие право на использование твердого топлива из бытовых отходов, имеющие практический опыт производства твердого топлива из бытовых отходов.

Твердое топливо из бытовых отходов может быть использовано только в установках, в которых соблюдаются предельные значения параметров сжигания отходов. Настоящий стандарт разработан для установления характеристик, определяемых в твердом топливе из бытовых отходов, для обеспечения соответствия критериям сжигания отходов и техническим требованиям установок сжигания.

Система классификации, классы и характеристики, которые представлены в этом стандарте, должны быть полезны руководящим органам, конечным пользователям для облегчения понимания, что следует учитывать при рассмотрении твердого топлива из бытовых отходов, и должны повышать положительное общественное восприятие при использовании твердого топлива из бытовых отходов за счет экономии природных ресурсов. Например, около 50% потребления основных видов топлива в цементных печах и большая часть каменного угля и лигнитов для энергетической промышленности могут быть заменены отходами. Потенциал получения твердого топлива из бытовых отходов по состоянию на 2005 г. оценивается более чем в 10 млн т [1], что соответствует снижению выделения более чем на 10 млн т/год.

Следует отметить, что стандартизация касается больших потоков твердого топлива из бытовых отходов. Это не исключает возможности использования альтернативных видов топлива с другими предельными значениями или характеристиками, чем описанные в настоящем стандарте. В этом случае топливо из отходов не будет стандартизовано.

Отбор проб для классов и характеристики: система классификации - это действительная для всех видов пользователей система классов с предельными значениями. Характеристики затрагивают конкретную информацию, касающуюся потенциальных рисков для различных технологий или заводов. Реализация такой системы должна облегчить трансграничные перевозки, выдачу разрешений и контроль для пользователей стандартизованного твердого топлива из бытовых отходов.

Были определены ключевые свойства, которые будут использоваться для установления классификации и системы характеристик для твердого топлива из бытовых отходов (см. таблицу 1). Эти свойства имеют большое значение для одного или нескольких из этих аспектов: экономика (NCV), технология (CI) и выбросы (Нg и Cd). Хлор имеет большое значение из-за коррозионной способности, приводящей к зашлаковыванию и засорению котлов. Считается, что следует рассматривать содержание, как кадмия, так и таллия. Однако концентрация таллия в твердом топливе из бытовых отходов практически равна нулю (см. приложение А), применять концентрацию этого элемента в качестве экологического параметра не имеет смысла.

Таблица 1 - Ключевые комбинации свойств и аспектов

Свойства	Ключевые аспекты
NCV Cl(a) Hg + Cd	Экономика Технология Выбросы
(а) CI может влиять на выбросы HCI и некоторых тяжелых металлов в виде хлоридов. Однако этот эффект незначителен. Влияние на образование PCDD и PCDF нежелательно в условиях процесса на угольной электростанции и цементной печи.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общую информацию о ключевых свойствах твердого топлива из бытовых отходов, используемых для составления системы классификации.

2 Обзор практических данных

2.1 Требования потребителей

2.1.1 Общие сведения

В настоящее время основной конечный пользователь твердого топлива из бытовых отходов - цементная промышленность. Но и в печи для обжига извести данный тип топлива успешно использовался в течение многих лет. Поскольку технология цементных печей и печей для обжига извести очень похожи, в настоящем стандарте описана в основном только цементная печь. Тем не менее, возрастают потенциальные возможности твердого топлива из бытовых отходов в большем секторе рынка энергетики. Одним из секторов, который может стать существенным потребителем твердого топлива из бытовых отходов, является когенерационная ТЭЦ (централизованное теплоснабжение) [1]. Основные технологии, используемые в цементных печах, - это распыление топлива в угольных электростанциях и FBC (сжигание в кипящем слое). См. также приложение А.

2.1.2 Производство цемента

Цементная промышленность имеет большой опыт использования топлива из отходов. Опасные и неопасные отходы обрабатываются и используются в качестве вторичного топлива или смеси вторичного топлива и сырья. Первоначально замена первичного топлива практиковалось в мокрых процессах, которые имеют более высокие удельные расходы энергии по сравнению с доминирующими сухими процессами производства клинкера. Но использование топлива из отходов, в том числе твердого топлива из бытовых отходов, также растет в сухом процессе. CI может вызвать существенные проблемы в сухом процессе, блокируя подогреватель сгущением летучих хлоридов. Использование так называемого солевого байпаса увеличивает допускаемое значение CI во входном материале. В таблице 2 приведены требования к твердому топливу из бытовых отходов.

Таблица 2 - Характеристики

Параметры	Единицы измерения	СК
NCV	МДж/кг или %	от 5/10 до 12/22(а) (среднее значение)
Cl(b)		от 0,5 до 1,0 (среднее) от 1 до 3,0 (максимум)
СК = цементная печь или котельная печь.
(a) Не существует максимального значения для NCV. Сочетание совместного восстановления материалов и энергии в котельной печи позволяет использовать низкую теплотворную способность из-за того, что зольность твердого топлива из бытовых отходов не способствует входу энергии. (b) Классификация хлора зависит от состава на входе. При высоких темпах вытеснения пределы в диапазоне 3% для цементных печей с байпасом (в зависимости от содержания K, Na), а для котла без этой системы от 0,5% до 1,0%. Для цементного котла с мокрым процессом максимальное содержание CI - 6%.

2.1.3 Угольные электростанции

Опыт энергетических заводов, использующих твердое топливо из бытовых отходов, ограничивается несколькими заводами в Германии и Нидерландах, которые используют его с 2000 г., но все еще в небольших масштабах.

В секторе производства электроэнергии преобладают угольные электростанции пылевидного сжигания. Технологии с его применением отличаются от технологий для бурого угля и антрацита, так как эти угли имеют весьма различные значения теплотворной способности и свойства материала. Антрацитные электростанции, использующие котлы с сухим дном (DBB), имеют меньшую гибкость по отношению к форме и размерам твердого топлива из бытовых отходов, чем система расплавленного шлака в котле с мокрым дном (WBB) с циклонами. В таблице 3 указаны требования к твердому топливу из бытовых отходов.

Таблица 3 - Характеристики

Параметры	Единицы измерения	Каменный уголь DBB	Каменный уголь WBB	Бурый уголь DBB
NCV	МДж/кг	13,5 (среднее) 11 - 18 (диапазон)	17 (среднее) 13 - 22 (диапазон)	13,5 (среднее) 11 - 18 (диапазон)
Cl(a)	% (сух)	0,6 (среднее) 1,3 (максимум)	1,1 (среднее) 2,5 (максимум)	0,5 (среднее) 0,6/1,0 (максимум)(b)
DBB = уголь для пылевидного сжигания в котле с сухим дном, сухая зола. WBB = уголь для пылевидного сжигания в котле с влажным дном, расплавленный шлак. (а) Концентрация хлора во всей топливной смеси должны сохранять от < 0,2% до 0,4% для предотвращения высокотемпературной коррозии. Максимально допустимая концентрация CI % зависит от выбранных конструкции и материала. В Нидерландах, как правило, максимум 0,2%. В Великобритании максимум выше (0,4%), так как заводы сконструированы для угля с высоким содержанием хлора. (b) Максимальные значения различны для разных компаний. Среднее и максимальное значения близкие для конкретных конечных пользователей.

2.1.4 Сжигание в псевдоожиженном слое

Сжигание в псевдоожиженном слое (FBC), т.е. использование для централизованного теплоснабжения, производится в Скандинавии и ТЭЦ с преимущественным использованием биотоплива. Таблица 4 показывает требования к твердому топливу из бытовых отходов. Эти данные основаны на данных конечных пользователей в Швеции, Италии и Германии.

Таблица 4 - Характеристики

Параметры	Единицы измерения	Сжигание в псевдоожиженном слое
CV	МДж/кг	13,5 (среднее) от 9 до 18 (диапазон)
Cl(a)	%	0,4 (среднее) 0,5/0,8/1,4 (максимум)
(а) Максимально допустимая концентрация хлора зависит от конструкции завода и состава вводимого материала. Среднее и максимальное значения приближены к конкретным конечным пользователям.

2.1.5 Обзор

Таблица 5 - Обзор характеристик (конечных пользователей)

Параметры	Единицы измерений	Цемент	Каменный уголь DBB	WBB	Бурый уголь DBB	FBC	FBC (АС)(а)
NCV	МДж/кг среднее/макс.	5/11/22 (среднее)	13,5/18	17/22	13,5/18	13,5/18	13,5/18
CI	% среднее/макс.	от 0,5 до 1,0/3	0,5/1,0	1,0/2,0	от 0,4/0,5 до 0,7	0,4/1,4	0,4/1,4
(а) АС: активированный уголь используется как абсорбент.

2.2 Ориентировочные значения ртути и кадмия

Выбросы тяжелых металлов являются важной темой на рынке развития твердого топлива из бытовых отходов. Значения, указанные в Приложении Г, являются только ориентировочными. Фактический уровень выбросов определяют исходя из топливной смеси, сырья и специфических факторов завода. Характеристики, предоставляемые потенциальными производителями и пользователями, часто зависят от местных предельных значений. Это не является существенной основой для составления системы классификации. Но при помощи практических данных о факторах передачи (см. приложение Б, справочная информация) и значения WID для некоторых технологий максимальная концентрация в твердом топливе из бытовых отходов может быть рассчитана по формуле, описанной в Приложении В.

Таблица 6 - Обзор рассчитанных ориентировочных значений ртути и кадмия

Параметры	Единицы измерения	Цемент	Каменноугольная электростанция		Буроугольная электростанция	FBC	FBC(AC)(a)
			DBB	WBB
Hg	мг/Мдж (макс)	0,08 - 0,33	0,065	0,034	0,085	0,028	0,26
Cd		6,90	1,21	0,25	0,42	0,63	85
(а) АС: активированный уголь используется как сорбент.

Значения ртути и кадмия, используемые в технологическом процессе, следует принимать как максимальное среднее (см. также Д.1.3), используя коэффициент переноса, принятый в приведенном выше примере для использования отходов в качестве топлива. Важно, что каждый завод, который планирует использовать вторичное топливо, сначала проводит исследования для определения коэффициента переноса для каждого металла. Результаты показывают существенные различия между используемыми процессами и технологиями. Поэтому из-за различий в коэффициентах переноса выбор технологии сжигания зависит от типа топлива.

3 Обзор качества вторичного твердого топлива из бытовых отходов

Таблицы с 7 по 10 дают обзор состава вторичных видов топлива. Эти данные основаны на анализе топлива, выпускаемого в нескольких странах - членах ЕС. См. также Приложение Е.

Твердое топливо из бытовых отходов, полученное из муниципальных твердых отходов, в целом имеет более низкое значение NCV, чем твердое топливо из бытовых отходов из отдельных коммерческих отходов, которые имеют диапазон, соответствующий NCV из смеси биомассы и пластмасс. Максимальное содержание ртути в твердом топливе из бытовых отходов, полученном из муниципальных твердых отходов, выше. Твердое топливо из бытовых отходов, производящееся для цементных печей, проявляет большой диапазон всех свойств, что указывает на их гибкость.

На вторичные топлива, используемые в цементных печах, часто оказывает влияние замена сырья. Поэтому твердое топливо из бытовых отходов представлено в двух категориях: с низкой зольностью и с высокой зольностью. Твердое топливо из бытовых отходов с высокой зольностью имеет низкое значение содержания NVC. Этот показатель оказывает прямое влияние на значения содержания Нg, включая единицы измерения мг/МДж (см. таблицу 7).

Таблица 7 - Обзор твердого топлива из бытовых отходов с низкой и высокой зольностью

Характеристики		Топливо твердое из бытовых отходов с низкой зольностью(a)		Топливо твердое из бытовых отходов с высокой зольностью(a)
Параметры	Единицы измерения	Средний диапазон	80-процентильный диапазон	Средний диапазон	80-процентильный диапазон
NCV	МДж/кг	11,7 - 25,5	12,8 - 25,8	3,2 - 10	3,4 - 12,0
CI	%	0,04 - 1,7	0,07 - 2,0	0,07 - 0,77	0,14 - 0,82
Hg	мг/МДж	0,004 - 0,042	0,005 - 0,137	< 0,05 - 0,406	0,064 - 0,781
Cd + TI	мг/МДж	0,008 - 0,121	0,008 - 0,264	0,26 - <0,93	0,26 - 0,94
(а) Граница 20%. Смотри также приложение Ж для определения максимальных значений тяжелых металлов.

Таблица 8 - Обзор твердого топлива из бытовых отходов, поставляемых из муниципальной сферы

Параметры	Единица измерения	Средний диапазон	80-процентильный диапазон
NCV	МДж/кг	9,8 - 19,9	11,4 - 22,2
CI	%	0,23 - 0,79	0,43 - 0,88
Hg	мг/МДж	0,006 - 0,069	0,009 - 0,079
Cd + TI	мг/МДж	0,050 - 0,311	0,084 - 0,380

Таблица 9 - Обзор твердого топлива из бытовых отходов, полученных из коммерческих отходов

Параметры	Единица измерения	Средний диапазон	80-процентильный диапазон
NCV	МДж/кг	13,0 - 31,0	14,0 - 31,6
CI	%	0,04 - 0,60	0,07 - 1,0
Hg	мг/МДж	0,004 - 0,019	0,005 - 0,064
Cd + TI	мг/МДж	0,008 - 0,060	0,008 - 0,129

Таблица 10 - Обзор твердого топлива из бытовых отходов, произведенного для цементных печей

Параметры	Единица измерения	Средний диапазон	80-процентильный диапазон
NCV	МДж/кг	3,2 - 25,5	3,4 - 25,8
CI	%	0,07 - 1,7	0,14 - 2,0
Hg	мг/МДж	<0,02 - 0,406	<0,02 - 0,781
Cd + TI	мг/МДж	<0,12 - <0,93	<0,12 - 0,94

4 Общий обзор систем качества для твердого топлива из бытовых отходов (только для выбранных свойств)

Таблица 11 - Общий обзор национальных стандартов

Характеристики		Финляндия			Германия		Италия
Параметры	Ед. изм.	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Среднее	80-процентильное	Ед. изм.	Стандарт	Высок, кач.
NCV	-	-	-	-	-	-	МДж/кг	>15	>19
Влага	-	-	-	-	-	-	%	<25	<15
Зольность	-	-	-	-	-	-	%	<20	<15
CI	%	<0,15	<0,5	<1,5	-	-	%	<0,9	<0,7
Hg	мг/кг	<0,1	<0,2	<0,5	0,6	1,2	мг/кг	<7(c)	<1
Cd + TI	мг/кг	<1,0	<4,0	<5,0	5	11	мг/кг	-	<4
Сумма НМ	мг/кг	-	-	-	351(а)/11049(b)	1080(а)/2460(b)	-	<1040	<350
Примечания 1 - Финляндия: Таллий и NCV не упоминаются. Используют 20 МДж/кг диапазон для расчета и 15% влаги. 2 - Германия: (а) твердое топливо из бытовых отходов, производимое из неопасных отходов, (b) твердое топливо из бытовых отходов, получаемое из MSW. В действительности не существует 80-процентильного значения для Сu (твердое топливо из бытовых отходов из производства конкретных отходов, класс 1) и Рb + Сu (твердое топливо из бытовых отходов из HCF и MSW, класс 2). Согласно последней полученной информации эти значения будут, вероятно, равны 500 (Сu), 500 (Pb) и 1000 (Сu) соответственно. Показатели NCV для тяжелых металлов выше 16 МДж/кг для видов топлива класса 2 и 20 МДж/кг для класса 1. Использование 15 МДж/кг и содержание влаги 15% для расчета для класса 2 и 20 МДж/кг и содержание влаги 15% для класса 1. 3 - Италия: НМ Sb, Со и V не определяются. Значение NCV минимальное. Значение содержания меди относится к растворимым компонентам. Значение содержания Рb относится к летучей фракции. Для расчета используют минимальное значение NCV (в расчете на сухое вещество). Значение для стандарта качества в таблице для концентрации Нg(с) - сумма Cd и Нg. 4 - До реализации национальных стандартов производители твердого топлива из бытовых отходов разработали свои собственные системы качества [1].

Таблица 12 - Общий обзор стандартов, адаптированных и существующих в универсальных единицах

Характеристики		Финляндия			Германия(a)		Италия
Параметры	Ед. изм.	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Среднее	80-процентильное	Стандарт	Высок, кач.
NCV	МДж/кг	-	-	-	-	-	>15	>19
Влага	%	-	-	-	-	-	<25	<15
Зольность	%	-	-	-	-	-	<15	<13
CI	%	<0,13	<0,42	<1,3	-	-	<0,9	<0,7
Hg	мг/кг	<0,005	<0,01	<0,025	<0,026/0,034	<0,051/0,068	<0,35(b)	<0,045
Cd + TI	мг/кг	<0,05	<0,2	<0,2	<0,17/0,23	<0,38/0,51	-	<0,180
Сумма НМ	мг/кг	-	-	-	<14,9/59,4	<45,9/139,4	<52(с)	<15,6(c)
Примечания: (а) - Различные значения для твердого топлива из бытовых отходов, произведенного из конкретных видов отходов, (первый показатель) и твердого топлива из бытовых отходов, произведенного из MSW, (второй показатель). (b) - Cd + Hg. Не существует отдельного показателя для этого качества в итальянском стандарте, см. также примечание 3 к таблице 11. (с) - Суммарные свойства не включают некоторые НМ, см. также примечание 3 к таблице 11.

5 Классы

5.1 Введение

Классификацию определяют как "группирование твердого топлива из бытовых отходов в классы при помощи определения граничных значений для выбранных характеристик топлива, которые будут использоваться для торговли, а также для информирования органов, выдающих разрешения и других заинтересованных сторон". Первоначально были приняты 7 свойств для характеристики твердого топлива из бытовых отходов: NCV, зольность, содержание влаги, CI, Hg, Cd + TI, сумма тяжелых металлов. В последствии количество ключевых свойств было сокращено с 7 до 3 (таблица 13). Главным аргументом является сложность классификации по столь большому количеству свойств. Выбранные свойства представляют следующие аспекты: экономическое значение (NVC), технологические ограничения (CI) и воздействие на окружающую среду (Hg).

В итоге была принята структура для характеристики классов ТТБО для каждого из трех выбранных характеристик топлива, отраженная в таблицах 13 и 14.

Таблица 13 - Классы ТТБО

Свойство для классификации	Обозначение	Ед. измер.	Классы
Низшая теплота сгорания	NCV	МДж/кг	1	2	3	4	5
			<10	<15	<20	<25	>25
Содержание хлора	CI	%	1	2	3	4	5
			<0,3	<0,6	<0,9	<3,0	>3,0
Содержание ртути	Hg	мг/кг	1	2	3	-	-
			<х	<У	<z	-	-

Таблица 14 - Классы твердого топлива из бытовых отходов

Свойство для классификации	Обозначение	Ед. измер.	Классы
Низшая теплота сгорания (NCV)	qp, net	МДж/кг средн.	1	2	3	4	5
			25<х45	20<х25	15<х20	10<х15	3<х10
Содержание хлора	CI	% медиана	1	2	3	4	5
			у0,1	0,1<у0,5	0,5<у1,0	1,0<у1,5	1,5<у6,0
Содержание ртути	Hg	мг/МДж медиана 80-процентильное	1	2	3	4	5
			<0,02 <0,04	<0,03 <0,06	<0,08 <0,16	<0,15 <0,30	<0,5 <1,0

5.2 Обсуждение

5.2.1 Единицы измерения

Для NCV и CI предпочтительными являются обычные единицы измерения для классификации. В приложении В сделан вывод о том, что предпочтительной единицей NCV является МДж/кг. На практике для CI единицей может быть w% на рабочее или сухое состояние топлива. Единица измерения w% на сухое состояние топлива была выбрана из практических соображений, так как информация обычно представлена на сухое вещество. Однако в случае Hg единицей измерения выбран мг/МДж, в отличие от обычного мг/кг в связи с сопоставимостью и экологическими аспектами.

5.2.2 Использование средних, медианных и 80-процентильных значений

Статистические распределения данных для NCV, CI и Hg различны.

Для NCV распределение является нормальным. В этом случае используют соответствующее среднее значение (см. также Приложение Е).

Для CI распределение, как правило, нормальное, но может быть также искажено (см. также Приложение Е). В расчетах для классификации предполагалось нормальное распределение. Поэтому единицы для CI в таблице 14, в % (на сухое состояние топлива) средние вместо % медианы.

В большинстве случаев Нg имеет правое несимметричное распределение (см. Приложение Д). Это влияет на определение средних и максимальных значений. Среднее значение предпочтительно при измерении локализации из-за своей надежности и не зависит от типа распределения. Для тех случаев, когда требуется максимальное значение, предпочтительно 80-процентильное. Сочетание среднего и 80-процентильного значений является подходящим инструментом для оценки подхода по 10 данным, используемым в классификации. Следовательно, высокие значения возможны только как отдельные выбросы, которые не учитываются при расчете выбросов.

5.2.3 Перекрытие классов

Обособленные классы, не имеющие перекрывающихся областей между классами, предпочтительны. В тех случаях, когда установлено максимальное значение класса (Нg), возможно классифицировать топливо в один класс. Однако при установленном минимуме и максимуме класса (как это было предложено для NCV и CI) существуют твердые топлива из бытовых отходов, классификация которых будет различной (см. Приложение Е). В соответствии с подходом, применяемым к Нg, для классификации NCV и CI используют наборы из 10 данных, для которых рассчитывают 95%-й доверительный интервал для среднего значения. Для классификации использовали минимальное (NCV) или максимальное значения (CI) доверительных интервалов (диапазонов).

5.2.4 Границы классов для NCV

На основе свойств твердого топлива из бытовых отходов и требований пользователей были установлены границы по NCV. Для многих целей показатель NCV должен быть в пределах 10 МДж/кг - 15 МДж/кг. Есть также группы с показателями примерно 5 МДж/кг, с одной стороны, и 22 МДж/кг, с другой стороны. Ширина класса для NCV была принята равной 5 МДж/кг. Класс 5 имеет минимум, равный 3 МДж/кг, который относится к расчетам на основе адиабатической температуры пламени и опыта использования твердого топлива из бытовых отходов с высокой зольностью и высоким содержанием воды в цементных печах (см. также Приложение Е). Максимум, установленный на уровне 45 МДж/кг, является реалистичным максимумом для твердого топлива из бытовых отходов. С учетом использования для классификации минимального значения (5.2.3) классы будут такими, как показано в таблице 15.

5.2.5 Границы классов для CI

Значения для CI относятся к свойствам твердого топлива из бытовых отходов и требованиям пользователей. Для многих целей содержание CI должно быть ниже 0,5% или между 0,5% и 1,0%. В котлы можно загружать топливо с содержанием CI до 0,3% без ограничений. Было принято решение о максимуме содержания хлора равном 6%. На практике максимальное значение для твердого топлива из бытовых отходов находится в тех же пределах, что и для АТ3 3,65% (средний + 1,96 на станд. откл.). Максимум (около) 3% представляется более целесообразным для того, чтобы отличить твердое топливо из бытовых отходов от других видов топлива из отходов. Максимум для 1-го класса, указанный в решении рабочей группы, кажется слишком низким, чтобы быть практически применимым для надежной классификации, и позволяет классифицировать лишь некоторые виды твердого топлива из бытовых отходов. Максимум, равный 0,2%, гарантировал бы более стабильную классификацию. То же самое касается максимума класса 2, где было установлено максимальное значение 0,6%. С учетом максимальных значений для классификации (5.2.3) предлагаемые классы будут такими, как показано в таблице 15.

Таблица 15 - Предполагаемые классы по содержанию NCV и Cl(a)

Свойство классификации	Обозначение	Единицы измерения	Классы
			1	2	3	4	5
Низшая теплота сгорания (NCV)	qp, net	МДж/кг среднее	х25	х20	x15	х10	х3
Содержание хлора	CI	% (сух) среднее	у0,2	у0,6	у1,0	y1,5	y3,0
(а) Основано на наборе из 10 данных.

В таблице 16 приведен обзор классификации твердого топлива из бытовых отходов, описанной в приложении Е.

Таблица 16 - Классификация твердого топлива из бытовых отходов(a) для NCV и CI

Обозначение ТТБО	NCV					CI
	Кл 1	Кл 2	Кл 3	Кл 4	Кл 5	Кл 1	Кл 2	Кл 3	Кл 4	Кл 5
АТ 1				1					1
AT 2					1				1
АТ 3					1			n.d.
AT 4				1				1
В 1		1							1
В 2	1								1
В 3				1			1
В 5			n.d.							1
В 6				1			1
В 7					1			1
В 8	1									1
FIN 1				1			1
GE 1		1						1
GE 2				1				1
GE 3				1			1
GE 4							1
IT 1			1						1
IT 3			1					1
N 1				1		1
N 2				1			1
N 3				1			1
NL1			1					1
NL 2				1				1
NL 3				1				1
NL 4					1			1
SE 1				1		1
SE 2				1		1
SE 3			1				1
SE 4				1			1
	2	2	4	15	4	3	9	9	5	2
(a) Основано на наборах из 10 данных и данного минимума для низшей теплоты сгорания и данного максимума содержания хлора для классов. n.d.: класс не может быть определен, так как значения показателей выходят из диапазона классификации.

5.2.6 Границы классов для Нg

Технология основных пользователей твердого топлива из бытовых отходов была исследована относительно наличия тяжелых металлов во входящем и выходящем потоках. Для расчета максимально возможных концентраций могут быть использованы разработанные коэффициенты переноса. Основу для этих расчетов составили предельные значения европейской Директивы сжигания отходов. Максимальное значение ртути варьируется от 0,028 мг/МДж для FBC до 0,33 мг/МДж для цементных печей, что предполагает 100%-ную загрузку печи твердым топливом из бытовых отходов.

Тем не менее, эти максимумы могут быть препятствием для использования топлива, например, когда для цементных печей оно сделано из осадка сточных вод и фильтрованного жмыха.

На практике преобладает топливная смесь, но нет предельно допустимой концентрации по одному из компонентов. Максимальный предел для концентрации ртути в твердом топливе из бытовых отходов связан с максимально допустимым значением для смешанных отходов (от 5 мг/кг и до 10 мг/кг) и минимальным NCV, что дает на практике округленное значение 1 мг/МДж для 80-процентильного значения (см. также Приложение Е).

Для достаточно однородного твердого топлива из бытовых отходов среднее значение содержания ртути оказывается равным около 50% от 80-процентильного значения твердого топлива из бытовых отходов. Это явление было использовано в классификации.

Границы классов были выбраны с учетом свойств твердого топлива из бытовых отходов, с одной стороны, и потребностей пользователей, с другой стороны. Это привело к образованию 5 классов по Нg, указанных в таблице 17. Наивысший класс принят для твердого топлива из бытовых отходов, созданного на основе, например, сточных вод и фильтрованного жмыха (см. также Приложение Е).

Таблица 17 - Предполагаемые классы по ртути(a)

Свойства классификации	Обозначение	Ед. измерения	Классы
Ртуть	Нg	Мг/МДж	1	2	3	4	5
		среднее	0,02	0,03	0,08	0,15	0,50
		80-процентильное	0,04	0,06	0,16	0,30	1,00
(а) Значения ссылаются, как минимум, на 10 анализов.

Обзор классификации твердого топлива из бытовых отходов показан в таблице 18. Есть два метода, которые могут быть использованы для классификации. Когда доступны более 10 анализов, может быть применено так называемое правило 50%. В этом случае среднее и 80-процентильное значения анализов должны соответствовать 50% от границ класса. Если доступны более 40 анализов, может быть использован генератор случайных значений (см. Д.1.5), который случайным образом выбирает наборы из 10 анализов из всего набора данных. Если доля отобранных данных составляет >95% от класса, твердое топливо из бытовых отходов соответствует данному классу. Результаты, полученные с помощью генератора случайных чисел, стремятся к тем же или более низким классам, чем результаты, полученные с помощью правила 50%, которое должно приводить к заниженному приближению (отмечены курсивом с затенением). Существует только одно исключение AT 2, которое может быть из-за экстремальных колебаний в смеси, состоящей на входе фракций MSW и ила.

Таблица 18 показывает, что примерно треть результатов классов, полученных генератором случайных анализов, выше, чем при среднем и 80-процентильном значениях полного набора данных (столбец набора данных). Использование только 10 анализов для Нg обуславливает строгую классификацию, поскольку производитель твердого топлива из бытовых отходов, который хочет быть уверенным в достижении границ классов, будет предельно "использовать" 50% от максимума класса (см. рисунок Д.5 приложения Д). Таблица 18 показывает также, что оба метода классификации приводят к заниженным результатам по сравнению с полным набором данных (50%-ное правило > генератор случайных > полный набор данных).

Таблица 18 - Основа классификации ТТБО по содержанию ртути

Обозначение	Правило 50%		Правило 50% Ср./80-процентильное	Генератор случайных анализов Ср./80-процентильное Результаты Hg > 95%	Полный набор данных Ср./80-процентильное
	Среднее 0,5	80-процентильное 0,5
AT 2	3	3	3	5	3
АТ 3	4	3	4	3	3
В 1	3	3	3	3	3
В 2	3	3	3	3	3
В 3	4	3	4		3
В 4	5	4	5		4
В 5	5	5	5	5	5
В 6	4	3	4	4	3
В 7	4	3	4		3
В 8	3	1	3		1
FIN 1	1	1	1		1
GE 1	1	1	1	1	1
GE 2	2	2	2	2	1
GE 3	3	3	3	3	2
GE 4	4	4	4	3	3
GE 5	5	5	5	4	4
GE 6	1	1	1	1	1
IT 1	3	3	3	2	1
IT 2	2	2	2		1
IT 3	3	3	3		2
N 1	1	1	1		1
N 2	1	1	1		1
N 3	3	3	3		2
NL 1	1	1	1		1
NL 2	2	2	2		1
NL 3	3	2	3	2	1
NL 4	5	4	5	4	4
NL 5	4	3	4		3
SE 1	1	1	1		1
SE 2	1	1	1	1	1
SE 3	2	1	2		1
SE 4	1	1	1	1	1
Курсив, затенение: заниженный класс по сравнению с генератором случайных результатов. Полужирный шрифт: заниженный класс по сравнению с полным набором данных.

5.2.7 Границы классов для Cd

Для исследования отношений между входящими и исходящими потоками тяжелых металлов основные потребители твердого топлива из бытовых отходов используют процедуры аналогичные процедурам определения Нg. Разработанный коэффициент переноса может быть использован для расчета максимально возможных концентраций. Основу для этого расчета составляют предельные значения Директивы сжигания отходов. Максимум, основанный на 80-процентильных значениях кадмия + таллия, варьируется от 0,25 мг/МДж для WBB до 85 мг/МДж для FBC с оборудованием для очистки дымовых газов активированным углем при условии 100% загрузки твердым топливом из бытовых отходов. Вклад таллия незначителен и не учитывается, см. приложение К.

Рассчитанный максимум для цементных печей равен 6,9 мг/МДж. Этот максимум может являться препятствием для использования в цементных печах, например, топлив, произведенных из некоторых стоков шлама и фильтрата.

На практике преобладает смесь топлива, в которой нет максимально допустимой концентрации одного из компонентов. Кроме того, максимальный предел класса 5 для концентрации Cd аналогичен ртути в твердом топливе из бытовых отходов относительно максимально допустимого значения для смешанных отходов и минимального значения NCV на практике, которое дает приближенное нижнее значение в 30 мг/МДж для 80-процентильного значения (см. также приложение Е).

Средние значения оказываются равными около 50% от 80-процентильных значений для более гомогенизированных твердых топлив из бытовых отходов. Этот факт использован для классификации.

Границы классов были выбраны с учетом свойств твердого топлива из бытовых отходов, с одной стороны, и требований/технических возможностей пользователей, с другой стороны. Это приводит к 5 классам по Cd, что отражено в таблице 19. Наиболее высокий класс предназначен для твердого топлива из бытовых отходов, произведенного из стоков шлама и фильтрата (см. также приложение И).

Таблица 19 - Предлагаемые классы для Cd

Классификационные свойства	Обозначение	Единицы измерения	Классы(a)
Кадмий	Cd	Мг/МДж	1	2	3	4	5(b)
		средн.	0,1	0,30	1,0	5,0	15
		80-процентильное	0,2	0,60	2,0	10	30
(а) Значения определяются, как минимум, по 10 анализам. (b) Для твердого топлива из бытовых отходов с высокой зольностью и, следовательно, более высокой долей необработанного материала при производстве в клинкерной печи с максимальной загрузкой 100 мг/кг.

Из практических соображений используемые для классификации значения должны основываться, как минимум, на 10 последовательных анализах (включая статистическую значимость). Это число данных минимально для статистической обработки и может быть собрано в разумные сроки.

В таблице 20 представлены результаты классификации, использующие генератор случайных результатов и правило 50%. Это правило оказывается применимым также для кадмия. По аналогии с ртутью рассчитанные классы выше или равны классам, основанным на среднем и 80-процентильном значениях полного набора данных.

Таблица 20 - Классификация твердого топлива из бытовых отходов, основанная на содержании Cd (обозначение: используется для конфиденциальности)

Обозначение	Правило 50%		Правило 50% Среднее/80-процентильное	Генератор случайных анализов Ср./80-процентильное Результаты Cd>95%	Полный набор данных Ср./80-процентильное
	Среднее 0,5	80-процентильное 0,5
АТ1	3	2	3	2	2
AT 2	3	3	3	3	3
АТ 3	3	3	3	3	3
AT 4	2	2	2	1	1
В 1	1	1	1	1	1
В 2	1	1	1	1	1
В 3	3	2	3	-	2
В 4	4	3	4	-	3
В 5	4	3	4	-	3
В 6	3	2	3	-	2
В 7	3	3	3	-	3
В 8	2	2	2	-	2
FIN 1	1	1	1	1	1
GE 1	1	1	1	1	1
GE 2	1	1	1	1	1
GE 3	3	2	3	2	2
GE 4	2	2	2	1	1
GE 5	1	1	1	1	1
GE 6	1	2	2	1	1
IT 1	2	2	2	-	1
IT 2	-	-	-	-
IT 3	2	1	2	-	1
N 1	1	1	1	-	1
N 2	1	1	1	-	1
N 3	1	1	1	-	1
NL1	2	2	2	-	2
NL 2	1	1	1	-	1
NL 3	2	1	2	-	2
NL 4	3	2	3	2	2
SE 1	1	1	1	-	1
SE 2	1	1	1	1	1
SE 3	1	1	1	-	1
SE 4	1	1	1	1	1
Курсив, затенение: заниженный класс по сравнению с генератором случайных результатов.

5.3 Параметр окружающей среды

Для создания одного общего экологического параметра предложено было объединить классы для Hg и Cd (и TI). Однако добавленные значения оказались ниже, чем в классификации по Hg, или равными Cd практически во всех случаях, как показано в таблице 21. Есть только 2 исключения GE 6 и NL 1 (жирный шрифт). В обоих случаях твердое топливо из бытовых отходов было обозначено классом 2 по Cd и классом 1 по Hg. GE 6 имеет более высокий класс по Cd, чем другие древесные отходы для производства твердого топлива из бытовых отходов N 1, SE 1 и SE 2. Причиной аномалии для NL 1 может быть использование базы данных в периоды отклонений и трудности при отборе проб необработанного материала (средний размер частиц 350 мм), который может быть вызван ненормально высокими результатами и повышенным количеством выбросов с высокой концентрацией кадмия. В приложении К высказывается предположение об исключении таллия из классификации из-за незначительной концентрации, которая обычно ниже или близка к пределу обнаружения.

Таблица 21 - Обзор уровней классов по Hg - Cd с применением правила 50%

Обозначение	Hg	Cd
АТ 1	n.а.	2
AT 2	3	3
АТ 3	4	3
AT 4	n.а.	2
В 1	3	1
В 2	3	1
В 3	4	3
В 4	5	4
В 5	5	4
В 6	4	3
В 7	4	3
В 8	3	2
FIN 1	1	1
GE 1	1	1
GE 2	2	1
GE 3	3	3
GE 4	4	1
GE 5	5	1
GE 6	1	2
IT 1	3	2
IT 3	3	2
N 1	1	1
N 2	1	1
N 3	3	1
NL 1	1	2
NL 2	2	1
NL 3	3	2
NL 4	5	3
SE 1	1	1
SE 2	1	1
SE 3	2	1
SE 4	1	1
Полужирный шрифт: класс по Cd > класса по Hg.

5.4 Методы классификации

На практике методы классификации должны быть доступны и учитывать ограничения по количеству анализов или времени (по сравнению с полным набором данных или длительным периодом производства), чтобы можно было определить класс твердого топлива из бытовых отходов.

В случае Hg (Cd) может использоваться генератор случайных результатов, который моделирует случайный выбор, т.е. выбор из 10 анализов и, как упоминалось выше, соответствующие инструменты в случае более чем 40 доступных испытаний. Для того, чтобы иметь достаточно надежный инструмент при доступности более 10, но менее 40 анализов, вводится правило 50%.

В случае NCV и CI требуется 10 анализов для расчета среднего значения.

5.5 Рекомендации

a) рекомендованная классификация по NCV и CI показана в таблице 15. Не возможно иметь замкнутые классы с минимальными и максимальными значениями всех параметров. Поэтому для классификации предлагаются минимальные (NCV) и максимальные (CI) значения;

b) экологический параметр может быть охарактеризован Hg на основе фактических данных о твердом топливе из бытовых отходов без учета значений, полученных по Cd и TI, потому что данные по Hg почти во всех случаях выше или равны номеру классификации по сравнению со значениями по Cd для тех же видов твердого топлива из бытовых отходов. TI не влияет на классификацию Cd + TI из-за относительно низкого значения TI;

c) рекомендуемый экологический параметр для классификации по Hg представлен в таблице 17;

d) при более чем 10 результатах измерений Hg (каждый в количестве, указанном в системе классификации) доступная классификация может быть определена путем сравнения этих результатов 50% пределов классов (среднее и 80-процентильное значение). Если доступны более 40 результатов измерений, классификация может быть определена путем сравнения этих результатов с пределами классов (среднее и 80-процентильное значения), использующих генератор случайных результатов и связанных с ними 10 результатов измерений. В обоих случаях должны использоваться все доступные результаты измерений в соответствии со стандартами статистических анализов;

e) соблюдение испытаний должно быть подтверждено выполнением 10 измерений. В случае NCV и CI используют среднее значение, а в случае Hg - медианное и 80-процентильное.

Библиография

[1]	Glorius, Th. et al. "BREF Waste Treatment Solid Recovered Fuels", IAR and ERFO, Aachen (2003).
[2]	Personal communications with ERFO members, (2003).
[3]	N.N. "Emission control Cement plants", VDI 2094, March (2003).
[4]	Baccini, P.; Brunner, P.H. "Metabolism of the Anthosphere", Springer Verlag, Heidelberg (1991).
[5]	Fehringer, R.; Rechberger, H.; Brunner, P.H. "Positivliste fr Reststoffe in der Zementindustrie: Methoden und Anstze (PRIZMA)", Technische Universitt Wien, Institut fr Wassergute und Abfallwirtschaft, Vienna (1999).
[6]	Flamme, S. "Energetische Verwertung von Sekundrbrennstoffen in industriellen Anlagen - Ableitung von Mafnahmen zur umweltvertrglichen Verwertung, Mnsteraner Schriften zur Abfallwirtschaft Band 5", Munster (2002).
[7]	N.N. "Arbeitshilfe Stoffflussanalyse bei abfallrechtlichen Beurteilungsfragen", Ministry of Environment and Nature Conservation of NRW, Dsseldorf (2000).
[8]	Alwast, H. et al "Abfallverwertung in Industrieanlagen", Prognos AG on the authority of Ministry for Environment and Nature Conservation, Dsseldorf (2000).
[9]	Funke, W.; Flamme, S. "Auswirkungen von Schwermetall-lnput-Spitzen auf den Schwermetall-Output in Feuerungsanlagen, 8. Mnsteraner Abfallwirtschafstage, 27-29.01.03", Mnster (2003).
[10]	N.N. "Leitfaden zur energetischen Verwertung von Abfllen in Zement-, Kalk- und Kraftwerken", Prognos for the Environmental Ministry of NRW, Dsseldorf (September 2003)
[11]	Meij, R. "Emissies naar de lucht van micro- en spoorelementen bij kolengestookte eenheden in Nederland", KEMA, Arnhem (1999).
[12]	Personal communication Ryk, L. Soderenergi (2003).
[13]	N.N. "Gte- und Prfbestimmungen fr Sekundrbrennstoffe", Bundesgtegemeinschaft Sekundrbrennstoffe e.V, Cologne (2001).
[14]	Personal communication Zuchelli, L. Pirelli & C. Ambiente Spa (2003).
[15]	EIPPCB "Draft Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants", p. 468, Seville, March (2003).
[16]	N.N. "Bedrijfsprofiel zuiveringsslib", Regional water board province of South Holland, www.drsh.nl (2003).
[17]	Velzen, D.; Langenkamp, H. "Mercury in Waste Incineration", EUR report No.18978 EN (1999).
[18]	N.N." Klrschlammentsorgung in Europa", Ministery of Environment and Nature Conservation, Dsseldorf (2001).
[19]	N.N."Heavy Metals in Waste", DG Environment (2002).
[20]	Glorius, Th. "Entwicklungen bei der Sekundrbrennstoffproduktion der RWE Umwelt AG", Abfallkolloquium 2004, Freiberg 01.-02.10.04
[21]	Schneider, M. et al. "Auswirkungen des Abfalleinsatzes in der Zementindustrie auf die Produktqualitt", 13th Aachener Kolloquium Abfallwirtschaft, Aachen (2000).
[22]	EIPPCB "Draft Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants", Seville, March (2003).
[23]	Theunis, J. et al. "Energetische valorisatie van hoogcalorische afvalstromen in Vlaanderen: uitstoot van zware metalen", VITO (2003).
[24]	N.N. Holcim Toronto paper March-April (2003).
[25]	Personal communication, Heidelberggroup (2003).
[26]	Sloot, H.A. van der "Environmental Criteria for Cement Based Products, Phase 1: Ordinary Portland cement", ECN, Petten (2001).
[27]	N.N. "Survey of Wastes spread on Land", European Commission, Luxembourg (2001).
[28]	CEN. "Packaging-Requirements for packaging recoverable in the form of energy recovery, including specification of minimum inferior calorific value", final draft prEN 13431 (2003).
[29]	AOO, Landelijk Afvalbeheersplan, deel 1 Beleidskader, hoofdstuk 16 (2002), (Dutch National Waste Management Plan)
[30]	CEN/TR 14745:2003, Solid Recovered Fuels
[31]	CR 13686:2001, Packaging-Optimization of energy recovery from packaging waste
[32]	EN 13431:2004, Packaging - Requirements for packaging recoverable in the form of energy recovery, including specification of minimum inferior calorific value