ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

55127-

2012

(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

(MOD)

Издание официальное

Москва Стенда рти мформ 2014

ГОСТ P 55127—2012

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. № 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 гео е red fuels to be used for establishing a classification sjt em») путем изменения отдельных фраз. слов, значений показателей. ссылок, которые выделены в тексте курсивом

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 (gost.ru)

© Стандартинформ. 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

и

ГОСТ P 55127—2012

Содержание

Введение............................................................................IV

1    Область применения..................................................................1

2    Обзор практических данных............................................................1

3    Обзор качеств вторичного твердого топлива из бытовых отходов.............................3

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

свойств)............................................................................4

5    Классы.............................................................................6

Приложение А (справочное) Основные технологии и распределение тяжелых металлов..........15

Приложение Б (справочное) Коэффициент переноса........................................19

Приложение В (справочное) Выбор единиц измерения......................................20

Приложение Г (справочное) Максимально возможные концентрации тяжелых металлов в твердом

топливе из бытовых отходов...............................................22

Приложение Д (справочное) Анализ и оценка данных no Нд и Cd в твердом топливе из бытовых

отходов.................................................................25

Приложение Е (справочное) Обзор вторичного топлива и качества твердого топлива из бытовых

отходов................................................................ 40

Приложение Ж (справочное) Тяжелые металлы в твердом топливе из бытовых отходов.......... 44

Приложение И (справочное) Границы классов..............................................50

Приложение К (справочное) Таллий в твердом топливе из бытовых отходов.....................54

Библиография........................................................................55

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 попожительное 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 лититов 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 С0₂ 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 (Нд 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 Экономика СН» Технология Hg + Cd 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 электро- станции и цементной печи

ГОСТ P 55127—2012 (CEN/TR 15508:2006)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Топливо твердое из бытовых отходов ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ

Solid recovered fuel Key properties for establishing a classification system

Дата введения — 2014—07—01

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® (среднее значение) С1ь от 0.5 до 1.0 (среднее) от 1 до 3.0 (максимум) СК = цементная печь или котельная печь

Издание официальное

Окончание таблицы 2

^а 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

^ь Классификация хлора зависит от состава на входе При высоких темпах вытеснения пределы в диапазоне 3 % для цементных печей с байпасом (в зависимости от содержания К, 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

Пара метры 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) С1» %(сух) 0.6 (среднее) 1.3 (максимум) 1.1(среднее) 2.5 (максимум) 0.5 (среднее) 0,6/1.0 (максимум)6 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 ь 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) СР % 0.4 (среднее) 0.5/0.8/1.4 (максимум) а Максимально допустимая концентрация хлора зависит от конструкции завода и состава вводимого мате- риала Среднее и максимальное значения приближены к конкретным конечным пользователям.

2

ГОСТ P 55127—2012

2.1.5 Обзор

Таблица 5 — Обзор характеристик (конечных пользователей)

Пара метры 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

Пара метры Единицы измерения Цемент Каменноугольная электростанция Буроугольная электростанция FBC FBC(AC)3 DBB WBB нд 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 Нд. включая единицы измерения мг/МДж (см. таблицу 7).

3

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

Характеристики Топливо твердое из бытовых отходов с низкой зольностью3 Топливо твердое из бытовых отходов с высокой ЗОЛЬНОСТЬЮ3 Параметры Единицы Средний 80-проце нтильмый Средний 80-проце нгильный измерения диапазон диапазон диапазон 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 нд 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 0.28-0.94 3 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 Нд мг/МДж 0.006—0.069 0.009—0.079 Cd*Tl 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-проце нтильный диапазон NCV МДж/кг 13.0—31.0 14.0—31.6 CI % 0.04—0.60 0.07—1.0 нд мг/МДж 0.004—0.019 0.005—0,064 Cd*T1 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-проце нтильный диапазон NCV МДж/кг 3,2—25.5 3,4—25,8 CI % 0,07—1,7 0,14—2,0 нд 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-процен- тильное Ед изм Стандарт Высок кач, NCV — — — — — — МДж/кг >15 >19 Влага — — — — — — % <25 <15

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. Cl. Hg, Cd + Л, 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 иэмер 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 нд мг/кг 1 2 3 — — <х <У <z — —

Таблица 14 — Классы твердого топлива из бытовых отходов

Свойство Обоэма- ЕД Классы для классификации чемие иэмер Низшая теплота qp. net МДж/кг 1 2 3 4 5 сгорания (NCV) среди 25 < х £45 20 < х £ 25 15 < х £ 20 10<х£ 15 3<х£ 10 Содержание хлора Cl % 1 2 3 4 5 медиана у Л 0.1 0.1 < у £ 0.5 0.5 < у £ 1.0 1.0 < у £ 1.5 1.5 < у £6.0 мг/МДж 1 2 3 4 5 Содержание ртути нд медиана 80-про- центиль- <0.02 <0,03 <0,08 <0.15 <0.5 ное <0.04 <0.06 <0.16 <0.30 <1.0

5.2 Обсуждение

5.2.1    Единицы измерения

Для NCV и CI предпочтительными являются обычные единицы измерения для классификации. В приложении 8 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).

6