ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
|
ГОСТ Р
54226-
2010
(CEN/TS 15408:2006)
|
Топливо твердое из бытовых
отходов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ
(S),
ХЛОРА (Cl), ФТОРА (F) И
БРОМА (Вr)
CEN/TS 15408:2006
Solid recovered fuels - Methods for the determination
of sulphur (S), chlorine (Cl), fluorine (F) and bromine (Br) content
(MOD)
|
Москва
Стандартинформ
2012
|
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в
Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а
правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р
1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
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
международного 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
23 декабря 2010 г. № 1025-ст
4 Настоящий стандарт
является модифицированным по отношению к европейскому региональному документу
СЕН/ТС 15408:2006 «Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания
серы (S), хлора (Cl), фтора
(F) и брома (Br)» (CEN/TS 15408:2006 «Solid
recovered fuels - Method for the determination of
sulphur (S), chlorine (Cl), fluorine (F)
and bromine (Br) content») путем изменения отдельных фраз (слов, значений
показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту
публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные
стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно
издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае
пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление
будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе
«Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты
размещаются также в информационной системе общего пользования - на
официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и
метрологии в сети Интернет
Содержание
1 Область
применения. 3
2
Нормативные ссылки. 3
3 Термины
и определения. 4
4
Требования по безопасности. 4
5 Сущность
метода. 4
6
Оборудование и требования к нему. 4
7 Реактивы.. 5
8 Помехи и
источники ошибок. 6
9
Проведение испытания. 6
10
Обработка результатов. 7
11
Контроль качества. 7
12
Протокол испытаний. 8
Приложение
А (обязательное) Руководство. Характеристики
лабораторной пробы для проведения химического анализа твердого топлива из
бытовых отходов. 8
|
Введение
Определение содержания общей серы, хлора, фтора и брома в
твердом топливе из бытовых отходов необходимо по экологическим и техническим
причинам как на этапе производства, так и на этапе сжигания.
В процессе сжигания топлива эти элементы обычно превращаются
в оксиды серы и галогениды. Эти продукты реакции существенно способствуют
коррозии металлов и являются вредными выбросами в окружающую среду.
Настоящий метод заключается в сжигании навески в токе
кислорода, улавливании серы, хлоридов, фторидов и бромидов поглотительным
раствором и последующем их определении различными методами.
Альтернативно для прямого определения серы и хлора могут
использоваться инструментальные методы анализа. Также могут быть использованы другие
методы при условии, что они дают такие же результаты.
ГОСТ Р 54226-2010
(CEN/TS
15408:2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Топливо твердое из бытовых отходов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ (S), ХЛОРА (CI), ФТОРА (F)
И БРОМА (Вт)
Solid recovered fuels. Determination
of
sulphur (S), chlorine (CI), fluorine (F) and bromine (Br) content
Дата
введения - 2012-07-01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения серы,
хлора, фтора и брома в твердом топливе из бытовых отходов различного
происхождения и состава после сжигания в атмосфере кислорода. Сера и хлор могут
быть определены альтернативно прямым инструментальным методом. Также могут быть
использованы другие методы при условии, что они дают аналогичные результаты.
Настоящий метод применим для анализа топлив с содержанием
элементов более 0,025 г/кг и имеет некоторые особенности проведения испытания в
зависимости от определяемого элемента.
Нерастворимые галогениды и сульфаты, присутствующие в
исходной пробе или образующиеся в ходе сжигания, не полностью определяются
этими методами.
Данный стандарт содержит рекомендации относительно
стандартных методов определения галогенидов и сульфатов в растворе, полученном
после сжигания пробы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на
следующие стандарты:
ГОСТ
Р 54229-2010 (CEN/TS 15413:2006) Топливо твердое из бытовых
отходов. Методы подготовки образца для испытания из лабораторной пробы
ГОСТ
Р 54233-2010 (CEN/TS 15414-3:2006) Топливо твердое из бытовых
отходов. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 3. Влага
аналитическая
ГОСТ Р
54235-2010 (CEN/TS 15357:2006) Топливо твердое из бытовых
отходов. Термины и определения
ГОСТ Р
51760-2001 Тара потребительская полимерная. Общие технические условия
ГОСТ
Р 52181-2003 Вода питьевая. Определение содержания анионов методами ионной
хроматографии и капиллярного электрофореза
ГОСТ Р 52501-2005
Вода для лабораторного анализа. Технические условия
ГОСТ
147-95 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и
вычисление низшей теплоты сгорания
ГОСТ 4245-72
Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов
ГОСТ
4386-89 Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фторидов
ГОСТ
5583-78 Кислород газообразный технический и медицинский. Технические
условия
ГОСТ 6709-72 Вода
дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 9293-74 Азот
газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 13867-68 Продукты
химические. Обозначение чистоты
ГОСТ
23268.15-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и
природные столовые. Методы определения бромид-ионов
ГОСТ
Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и
технические требования. Испытания
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 ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные
стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по
соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным
в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании
настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным)
стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором
дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 54235,
в том числе термины с соответствующими определениями:
3.1 содержание галогенов (halogen
content): Суммарное содержание галогенов, входящих в состав как
органических, так и неорганических соединений в твердом топливе из бытовых
отходов, которые могут быть превращены в галогениды (фторид, хлорид, бромид,
иодид) путем сжигания с последующей абсорбцией водным раствором.
Примечание - Приведенное
определение справедливо только для данного стандарта и не соответствует научному
определению содержания галогенов.
3.2 сжигание в кислороде (oxygen
combustion): Сжигание материала в атмосфере кислорода.
4 Требования по безопасности
Правила обращения с потенциально опасными материалами
описаны в соответствующих национальных и международных документах, которым
должна следовать каждая лаборатория. Кроме того, необходимо учитывать
следующее:
- аппарат для сжигания в кислороде могут обслуживать только
опытные сотрудники, проводя все операции в соответствии с инструкцией по
эксплуатации аппарата, прилагаемой производителем;
- следует соблюдать меры предосторожности, предусмотренные
при работе с кислородом при высоких температурах и повышенном давлении.
5 Сущность метода
Определение серы, хлора, фтора и брома проводят в два этапа
или при помощи анализаторов:
- пробу окисляют сжиганием в калориметрической бомбе (по ГОСТ
147), содержащей кислород под давлением. Галоген- и серосодержащие
соединения образуют при этом соответственно галогениды и сульфаты, которые
абсорбируются и/или растворяются поглотительным раствором (вода или 0,2 М
раствор КОН);
- определяют хлор, фтор, бром и серу методом ионной
хроматографии или другим подходящим методом, приведенным в п. 2. Бром
предпочтительно определяют методом ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой), так
как при сжигании в кислороде образуются некоторые окисленные формы брома.
6 Оборудование и требования к нему
Используют стандартное лабораторное оборудование, а также:
6.1 Аппарат для сжигания в кислороде
Аппарат укомплектован бомбой для сжигания навески топлива,
изготовленной из нержавеющей стали или любого другого материала, не
разрушающегося в процессе сжигания и не вступающего во взаимодействие с
продуктами горения. Бомба оснащена клапаном для подачи кислорода,
предохранительным клапаном и электрическими контактами для образования искры.
Могут быть использованы выпускаемые промышленностью аппараты для определения
теплоты сгорания (калориметры в комплекте с калориметрической бомбой по ГОСТ
147).
Следует обратить внимание на характеристики бомбы для
сжигания. Бомба должна быть пригодна для работы с материалами, содержащими
значительное количество хлора (коммерчески доступны бомбы для сжигания, устойчивые
к хлору).
Аппараты для сжигания оснащены автоматической системой
поджига и системой для заполнения кислородом.
6.2 Весы - по ГОСТ
Р 53228:
- аналитические весы с точностью взвешивания до 0,1 мг;
- весы с точностью взвешивания до 0,1 г.
6.3 Ионный хроматограф
Ионный хроматограф с подходящей анионной делительной колонкой,
предварительной колонкой, глушителем фона и электропроводной ячейкой.
6.4 Оборудование для титриметрии
Оборудование для конечного определения элементов титрованием
с индикатором или методом потенциометрического титрования.
6.5 Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS)
Любое подходящее оборудование с достаточным разрешением и
пневматической системой введения пробы.
6.6 Автоматический анализатор
Выпускаемые промышленностью приборы для инструментального
определения серы и хлора.
7 Реактивы
Все реактивы должны иметь степень чистоты не менее ч. д. а.
по ГОСТ 13867-68. Реактивы не
должны содержать серу и галогены.
7.1 Вода, 2-й степени чистоты по ГОСТ Р 52501.
Дистиллированную воду по ГОСТ 6709 дважды
перегоняют в аппаратуре из кварцевого стекла или подвергают деионизации.
В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52501
воду второй степени чистоты хранят в герметически закрытой таре из полиэтилена
высокого давления, полипропилена или боросиликатного стекла по ГОСТ Р 51760,
предварительно промытой водой той же степени чистоты.
7.2 Кислород газообразный по ГОСТ
5583, степень чистоты не менее 99,99 %.
7.3 Азот по ГОСТ 9293.
Удовлетворяет требованиям, необходимым для использования в
ионной хроматографии.
7.4 Элюент для ионной хроматографии
Раствор смеси карбонат/гидрокарбонат, используемый в
качестве подвижной фазы при хромато-графическом разделении ионов. Могут быть
использованы другие элюенты в соответствии с инструкцией по использованию
конкретной колонки.
7.5 Поглотительный раствор
В большинстве случаев в качестве поглотительного раствора
используют воду. Если содержание хлора в пробе > 1 % или если стоит задача
определить бром, то для более эффективного улавливания газов используют 0,2 М
раствор гидроксида калия. В случае необходимости пробу предварительно проверяют
на присутствие в ней брома или высоких содержаний хлора с помощью
рентген-флуоресцентного анализа.
7.6 Стандартные растворы
Стандартные растворы хлора, фтора, брома и сульфатов,
имеющиеся в продаже, с содержанием элементов 1000 мг/л для приготовления
рабочих и калибровочных растворов разбавляют водой.
7.7 Стандартные образцы
Правильность определения проверяют путем анализа стандартных
образцов (СО), близких по своим характеристикам к твердому топливу из бытовых
отходов, например стандартные образцы твердых отходов.
7.8 Контрольные смеси
Для приготовления подходящих контрольных смесей подбирают
контрольные вещества таким образом, чтобы в их смеси присутствовали все
определяемые в пробе элементы. Концентрация галогенов и серы в смеси должна
быть того же порядка, что и концентрация элементов в пробе, и находиться
приблизительно в центре области концентраций, измеряемых данным прибором.
Пример приготовления смеси контрольных веществ для
определения фтора, хлора, брома и серы: смешивают 0,50 г 4-фтор-бензойной
кислоты; 2,0 г 4-хлор-бензойной кислоты; 0,25 г 4-бром-бензойной кислоты; 0,25
г 4-йод-бензойной кислоты; 2,0 г сульфаниловой кислоты и 55,0 г целлюлозы.
Гомогенизируют смесь, например, с помощью барабанной мельницы. Эта смесь
содержит 1,13 г/кг фтора; 7,547 г/кг хлора; 1,656 г/кг брома; 2,132 г/кг йода и
6,17 г/кг серы.
8 Помехи и источники ошибок
Емкость, в которой доставляют и хранят пробу, может быть
источником ошибок. Материал, из которого она изготовлена, должен быть выбран с
учетом того, какие элементы будут определять в помещаемой в емкость пробе. При
дроблении и измельчении пробы также существует риск ее загрязнения.
9 Проведение испытания
9.1 Хранение и предварительная обработка пробы
Лабораторные пробы хранят в соответствии с руководством,
изложенным в приложении А.
9.2 Приготовление пробы
Пробу для испытания готовят из лабораторной пробы по ГОСТ
Р 54229.
Для проведения испытания данным методом размер частиц пробы
должен быть не более 1 мм.
Масса навески пробы для проведения испытания обычно
составляет 1 г. Если используемая аппаратура требует меньшей навески, пробу
измельчают до размера частиц менее 1 мм, чтобы сохранить представительность
навески, отобранной для испытания в соответствии с ГОСТ
Р 54229.
Поскольку результат определения должен быть представлен в
пересчете на сухое состояние топлива, одновременно с испытанием пробы из
отдельной навески проводят определение содержания влаги по ГОСТ
Р 54233.
9.3 Сжигание в бомбе
Оборудование подготавливают к работе в соответствии с
инструкцией по эксплуатации.
Отбирают навеску пробы массой около 1 г и с помощью ручного
пресса прессуют из навески прочную таблетку. Взвешивают таблетку на весах с
точностью взвешивания до 0,1 мг и переносят в тигель, который закрепляют в
держателе для пробы в крышке бомбы для сжигания.
В бомбу для сжигания приливают 10 мл 0,2 М раствора КОН.
Собирают бомбу, заполняют ее кислородом и подготавливают аппаратуру к испытанию
в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Если содержание хлора в пробе
< 1 % и не предусмотрено определение брома, вместо раствора КОН гидроксида
калия можно использовать воду.
Проводят сжигание навески пробы (ГОСТ
147), после чего в течение, как минимум, 10 мин дают системе остыть до
комнатной температуры. Открывают бомбу, раствор количественно переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки.
Определяют хлориды, фториды, сульфаты и бромиды по ГОСТ
Р 52181, ГОСТ 4245, ГОСТ
4386, ГОСТ
23268.15.
9.4 Калибровка
Для методов определения, требующих калибровки измерительной
аппаратуры, готовят серию калибровочных растворов разбавлением стандартных
растворов элементов в соответствии с 7.6. Калибровочные растворы
устойчивы в течение 1 месяца при хранении их в холодильнике.
9.5 Анализ стандартных образцов
Анализ стандартных образцов (СО) проводят на подходящей аппаратуре
в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Содержание элементов в СО рассчитывают с помощью
калибровочных графиков.
9.6 Анализ проб
Анализ проб топлива проводят на подходящем оборудовании в
соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Анализ проб проводят в тех же условиях, что и испытание
стандартных образцов.
10 Обработка результатов
10.1 Общие положения
Результаты анализа представляют в пересчете на сухое
состояние топлива. В расчетных формулах, представленных ниже, следует
дополнительно учесть все промежуточные разбавления раствора.
10.2 Общий хлор, общий фтор или общий бром
Массовую долю общего хлора
(фтора, брома) в сухом топливе, Cld(Fd, Brd),
%, вычисляют по формуле
где С -
концентрация хлора (фтора, брома) в растворе анализируемой пробы, мг/дм3;
С0 - концентрация хлора (фтора, брома) в
растворе холостого опыта, мг/дм3;
V - объем раствора, дм3;
т - масса навески пробы (таблетки), взятой для
анализа, мг;
Wa - массовая доля влаги в анализируемой пробе, определенная
по ГОСТ
Р 54233, %.
10.3 Общая сера
Массовую долю общей серы в сухом
топливе Sd,
%, вычисляют по формуле:
где С -
концентрация сульфат-иона в растворе анализируемой пробы, мг/дм3;
С0 - концентрация сульфат-иона в растворе
холостого опыта, мг/дм3;
V - объем раствора, дм3;
т - масса навески пробы (таблетки), взятой для
анализа, мг;
Wa - массовая доля влаги в анализируемой пробе, определенная по
ГОСТ
Р 54233, %;
0,3338 - стехиометрическое отношение масс серы и
сульфат-иона.
11 Контроль качества
Для выявления возможных загрязнений от посуды и/или
реагентов проводят холостой опыт, используя те же процедуры и те же количества
реагентов, но без навески пробы.
С целью проверки правильности всей процедуры для каждой
серии определений проводят контрольное испытание - анализ одной из контрольных
смесей в соответствии с 7.8. Достаточно трижды провести испытание
контрольной смеси с концентрацией определяемых элементов, лежащей
приблизительно в середине диапазона измеряемых концентраций. Для каждого
элемента результаты измерений должны находиться в диапазоне 90 % - 110 % от
истинной концентрации элемента в смеси с коэффициентом вариации результатов
менее 10 %.
Для контроля качества испытаний используют также имеющиеся в
наличии стандартные образцы. Анализ стандартных образцов и контрольных смесей
проводят по той же схеме, что и анализ проб.
12 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:
а) сведения о лаборатории, проводившей испытания;
б) идентификацию и описание пробы;
в) дату поступления пробы и дату (даты) выполнения
испытания;
г) ссылку на настоящий стандарт;
д) ссылку на стандартные методы определения каждого
элемента;
е) результаты испытаний в соответствии с разделом 10;
ж) процедуры, проводившиеся при испытаниях, не описанные в
данном стандарте или необязательные, а также любые другие факторы, которые
могли повлиять на результаты;
з) протокол испытаний должен быть строго идентифицирован,
т.е. должен иметь серийный номер, который указывают на каждой странице, в
протоколе также указывают общее количество страниц.
Приложение А
(обязательное)
Руководство.
Характеристики лабораторной пробы для проведения химического анализа
твердого топлива из бытовых отходов
Согласно настоящему стандарту к приготовлению и хранению
лабораторной пробы твердого топлива из бытовых отходов для его дальнейшего
элементного анализа химическими методами предъявляют требования, изложенные в
таблице A.1.
Примечание - Аналогичные
требования предъявляют к приготовлению проб для всех стандартных химических
методов испытаний топлива твердого из бытовых отходов, например по ГОСТ
Р 54234, ГОСТ Р 54226, ГОСТ
Р 54229.
Исходя из практики работы с твердым топливом из бытовых
отходов установлены максимальное количество лабораторной пробы, необходимое для
испытаний, - 10 кг и максимальный размер частиц лабораторной пробы - 1 см.
Таблица
А.1 - Требования к лабораторной пробе для анализа твердого топлива из бытовых
отходов
Параметр (один или группа)
|
Минимальное количество лабораторной пробы, г*
|
Условия краткосрочного хранения перед отправкой в
лабораторию
|
Условия длительного срока хранения перед отправкой в
лабораторию
|
Материал упаковки
|
С, Н, N
|
100
|
Те же, в которых топливо хранится на производстве
|
Охлажденная до 4 °С
|
Пластиковый сосуд или пакет
|
CI, S, Br, F
|
100
|
Тоже
|
Тоже
|
Пластиковый (без ПВХ) сосуд или пакет
|
Металлический AI
|
200
|
»
|
»
|
Пластиковый сосуд или пакет
|
Макроэлементы
|
400
|
»
|
»
|
То же
|
Следовые элементы, исключая Нg
|
200
|
»
|
»
|
»
|
Hg
|
100
|
»
|
»
|
Сосуд из стекла или тефлона
|
С, Н, N, CI, S, Br, F
|
150
|
Те же, в которых топливо хранится на производстве
|
Охлажденная до 4 °С
|
Пластиковый (без ПВХ) сосуд или пакет
|
Макроэлементы
+ следовые элементы,
исключая Нg
|
500
|
То же
|
Тоже
|
Пластиковый сосуд или пакет
|
Макроэлементы + следовые элементы + Нg
|
600
|
»
|
»
|
Стеклянный сосуд (100 г) + пластиковый сосуд или
пакет
|
Макроэлементы + следовые элементы + Нg +
металлический AI
|
700
|
»
|
»
|
Стеклянный сосуд (100 г) + пластиковый сосуд или
пакет
|
Полный анализ
|
800
|
»
|
»
|
Стеклянный сосуд (100 г) + пластиковый (без ПВХ)
сосуд или пакет
|
* Для сохранения представительности пробы
максимальный размер частиц, мм, должен соотноситься с количеством
лабораторной пробы, г. Соотношение между этими величинами регламентировано в ГОСТ Р 54229-2010 CEN/TS 15413:2006.
|
Ключевые
слова: твердое топливо из бытовых отходов, хлор, бром, фтор, сера, метод
определения