ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
Топливо твердое из бытовых отходов МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦА CEN/TS 15413:2006
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 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 23 декабря 2010 г. № 1028-ст 4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному документу СЕН/ТС 15413:2006 «Топливо твердое из бытовых отходов. Методы подготовки образца для испытаний из лабораторной пробы» (CEN/TS 15413:2006 «Solid recovered fuels - Methods for the preparation of the test sample from the laboratory sample») 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 Введение Очень часто для проведения химических испытаний лабораторная проба, отобранная в соответствии с планом отбора проб, нуждается в предварительной подготовке. Для этой цели отбор и деление проб проводятся таким образом, чтобы различные навески были представительными по отношению к исходной лабораторной пробе, интересующим соединениям и специфическим аналитическим процедурам. Представительность лабораторной пробы и исследуемой навески имеет важное значение для обеспечения качества и точности результатов испытаний. ГОСТ Р
54229-2010 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Топливо твердое из бытовых отходов МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ Solid recovered fuels. Дата введения - 2012-07-01 1 Область примененияНастоящий стандарт определяет последовательность операций для обеспечения представительности проб, отобранных в соответствии с планом отбора для физического и/или химического анализа. Настоящий стандарт определяет последовательность проводимых операций обработки лабораторной пробы для получения необходимой навески для проведения испытаний в дополнение к определенным требованиям анализа. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: ГОСТ Р 54228-2010 (CEN/TS 15443:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы подготовки лабораторной пробы ГОСТ Р 54235-2010 (CEN/TS 15357:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Термины и определения 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 определенияВ настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 54235, а также следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 высушивание: Процесс удаления воды из пробы. Примечание - Для того чтобы подготовить навеску для испытания, стоит удалить только то количество воды, которое может влиять на другие процессы (например, измельчение или дробление). Чтобы свести к минимуму изменения пробы во время подготовки проб для испытаний, не следует удалять всю влагу, присутствующую в пробе. 3.2 разделение на фракции: Процесс разделения материала по размеру частиц или слоев, если гомогенизация пробы не применима практически или целесообразно проводить испытания отдельных фракций или фаз. 3.3 гомогенизация: Процесс объединения компонентов, частиц или слоев в более однородное состояние, чем изначальная проба (в случае составных проб) или предварительно обработанные фракции пробы, для обеспечения равного распределения вещества и свойств в пробе. 3.4 деление пробы: Процесс отбора одной или более частей из пробы. 3.5 навеска пробы: Количество материала необходимого размера для определения требуемых параметров лабораторной пробы. Примечание - Навеска пробы может быть отобрана непосредственно из лабораторной пробы, если не требуется подготовка образца (например, гомогенизация, растворение, измельчение), но обычно она отбирается из аналитической пробы. 3.6 аналитическая проба: Проба, приготовленная из лабораторной пробы, от которой отбирается навеска для проведения испытаний. Примечания 1 Когда лабораторная проба подвергается дальнейшей обработке разделением, смешиванием, измельчением или сочетанием этих операций, она становится аналитической пробой. Если не требуется проводить подготовку лабораторной пробы, то лабораторная проба и является аналитической пробой. Навеска отбирается от аналитической пробы для проведения испытаний. 2 Лабораторная проба является конечной пробой с точки зрения отбора проб, но с точки зрения лаборатории это начальная проба. 3 Некоторые лабораторные пробы могут быть подготовлены и отправлены в разные лаборатории или в одну и ту же лабораторию для различных целей. При отправке в одну лабораторию набор рассматривается как одна лабораторная проба и документально оформляется как одна проба. 4 Требования безопасностиДля обеспечения безопасности при работе с потенциально опасными материалами необходимо строго следовать инструкциям к оборудованию и веществам. Кроме того: - оборудование для измельчения, резки, фрезерования и гомогенизации должно управляться квалифицированным персоналом строго в соответствии с инструкцией завода-производителя; - все процедуры должны выполняться в вытяжном шкафу или в закрытом оборудовании с вентиляцией, из-за возможности генерации мелкодисперсных фракций. 5 Сущность методаСущность метода заключается в сокращении размера частиц и массы лабораторной пробы с использованием различного оборудования и методов в зависимости от типа пробы и типа испытаний, для которых проба была предназначена. 6 ОборудованиеДля приготовления навески из лабораторной пробы используется подходящее оборудование в соответствии с приложением А. При выборе методов обработки проб следует учитывать, что каждый из них может влиять на результаты испытаний из-за введения примесей или изменения физико-химических свойств образца. Все оборудование, приборы и посуда, вступающие в контакт с пробой, должны быть сделаны из материалов, химически совместимых с пробой, выбранных так, чтобы минимизировать загрязнение проб. Примерный список оборудования, подходящего для процедур подготовки проб приведен в приложении В. 7 Помехи и источники ошибокПроба (часть пробы) должна быть заново гомогенизирована после операции, которая могла привести к сегрегации частиц разного размера. Должна быть исключена потеря материала пробы и ее загрязнения. При использовании оборудования при обработке проб возможно загрязнение в процессе истирания; перекрестное загрязнение в процессе испытаний нескольких проб; за счет выделения химических веществ. Химическая реакция из-за выделения тепла может служить источником изменений в материале пробы. Выполнять обработку отходов рекомендуется в специально предназначенном помещении, особенно при процессах дробления и прессования. Если проба порошкообразная или в ней присутствуют летучие соединения, часть пробы может быть потеряна, что может привести к изменению физико-химических свойств материала. 8 Подготовка проб8.1 Хранение проб и их предварительная обработка Лабораторные пробы должны храниться в соответствии с требованиями, изложенными в приложении Г. Любой возможный источник загрязнений при подготовке лабораторной пробы по ГОСТ Р 54228 (например, измельчение металлическими аппаратами, преимущественно алюминиевыми или из сплавов алюминия) должен быть устранен или уменьшен, насколько это возможно. Лабораторная проба должна храниться и доставляться в запечатанных контейнерах из пластмасс высокой плотности. 8.2 Основные положения Подготовка аналитической пробы является процессом, зависящим от типа пробы и ее физического состояния, массы лабораторной пробы, типа и количества проводимых определений и т. д. Подготовленная навеска должна удовлетворять следующим требованиям: - каждая навеска должна быть представительной по отношению к лабораторной пробе; - количество и физическое состояние (например, размер частиц) каждой навески должны соответствовать требованиям испытательного оборудования; - в каждой навеске не должно быть потерь и загрязнений. Подготовка навески в лаборатории часто включает в себя операции гомогенизации, разделения фракций, измельчения и деления пробы. Подробное описание этих операций приведено в приложении А. Порядок проведения этих операций определяется лабораторией отдельно для каждой пробы. Как правило, последовательность применяемых операций проста. В более сложных случаях (например, когда должны быть выполнены несколько определений с различными требованиями) должна быть определена и обоснована последовательность операций. Для определения операций, применяемых к лабораторной пробе для получения одной или нескольких представительных навесок, предусматривается три основных шага: - определение аналитических требований Должны быть установлены требования интересуемых аналитических операций: - методы исследований; - необходимое число навесок; - количество и свойства навесок, необходимых для каждой аналитической операции; - сохранность проб (например, временной интервал, температура, добавление реагентов). Примечание - Рекомендуется подготовить по крайней мере в пять раз большее количество материала, чем необходимо для навески; - определение последовательности операций Определяют требуемое количество операций в зависимости от технологического процесса (рисунок 1), основанное на свойствах лабораторной пробы и требованиях аналитических операций: каждая отдельная операция этой последовательности должна рассматриваться как независимая операция: - разделение по фракциям; - высушивание; - измельчение; - гомогенизация; - деление пробы. Примечание - Рекомендуется группировать параметры так, чтобы пробы могли быть подготовлены для определения нескольких параметров. Проба может быть использована для определения различных параметров, если она отвечает необходимым требованиям. Рисунок 1 - Последовательность операций подготовки навески Часто на лабораторных пробах должны быть выполнены различные определения. В таких случаях элементы процесса должны быть объединены и/или повторены для получения частей пробы, из которых в результате можно получить различные навески. Для того чтобы определить актуальную последовательность применяемых к данной пробе операций, следует использовать карту технологического процесса (рисунок 1); - выбор подходящих операций В соответствии с требованиями методов испытаний и свойствами пробы выбирается подходящий метод обработки пробы для каждого элемента процесса по инструкциям приложения А. 8.3 Последовательность методов обработки В карте технологического процесса (рисунок 1) приведен особый порядок операций обработки отдельной лабораторной пробы для получения представительной навески. Операции следует применять, начиная с лабораторной пробы и продолжая их для всех фракций пробы или части пробы, полученных в ходе подготовки, в итерационном цикле до выполнения всех аналитических требований. В случае определения ртути при испытаниях должна быть предотвращена потеря ртути при гомогенизации и/или сокращении размера частиц. Примечание - В отдельных случаях деление пробы без этапа осушения не обеспечивает представительность навески. 9 Контроль качестваНеобходимо проводить постоянный контроль используемой аппаратуры для предотвращения возможности загрязнения пробы. 10 Протокол испытанийПротокол испытаний должен содержать, по крайней мере, следующую информацию: a) название, адрес и расположение каждой лаборатории, участвующей в подготовке исследуемой пробы; b) описание и идентификация лабораторной пробы; c) дата получения проб лабораторией и дата выполнения испытаний; d) ссылка на настоящий стандарт; e) ссылка на стандарт методов испытаний, используемый для определения каждого элемента; f) результаты испытаний со ссылкой на соответствующие пункты в стандарте, указанном в перечислении е); g) ссылка на акт отбора проб; h) вся последовательность и условия операций (процедуры и оборудование), фактически применяемых к лабораторной пробе при подготовке навески; i) любые детали, не характерные для проводимых испытаний или не являющиеся обязательными, и любые другие факторы, которые могли повлиять на результаты; j) однозначная идентификация протокола (такая как серийный номер) и каждой страницы, а также общее число страниц в протоколе. Лаборатория должна отмечать любые этапы испытаний и промежуточные результаты (хроматограммы, необработанные данные и подробные расчеты), которые должны быть доступны при необходимости. Приложение А
|
(Б.1) |
где Msam - масса пробы, г;
d95 - номинальный верхний размер частиц (номинальный верхний размер частиц массовой доли пробы, равной 95 %), см;
s - коэффициент формы (для гранулированных материалов или материалов с частицами меньше 50 мм значение s может быть принято равным 1);
r - средняя плотность частиц в материале, г/см3.
Примечание - Параметр не представляет собой насыпную плотность пробы, а является средней плотностью всех частиц;
g - корректирующий коэффициент, учитывающий распределение частиц в материале по размеру;
р - фракция частиц с определяемыми свойствами (м/м).
Примечание - Если все частицы пробы содержат одинаковое число определяемых свойств, р = 1;
CV - принятый коэффициент отклонения, вызывающий фундаментальную ошибку.
Примечание - Основное значение для CV - 0,1. В зависимости от природы пробы и метода испытания он может колебаться от 0,1 до 0,3.
Б.2 Пояснения по выбору коэффициентов
a) Коэффициент формы s - коэффициент, который корректирует характеристики минимального размера пробы в том случае, если частицы партии не гранулированы.
Значение s определяется по формуле
(Б.2) |
где s - коэффициент формы, см3/см3;
V95 - максимальный объем частицы (95 % массы фракции частицы меньше, чем V95), см3 (где V = Ibh);
d95l - максимальная длина частицы (95 % массы фракции частицы меньше, чем dg5l), см;
Коэффициент формы зависит от типа материала; его значение увеличивается при измельчении материала.
b) Корректирующий коэффициент д.
Значение корректирующего коэффициента д зависит от отношения d95/d05. Значение d95/d05 близко к 1 при узком диапазоне распределения частиц по размеру (большинство частиц одинакового размера), высокое значение d95/d05(> 4) соответствует широкому диапазону распределения частиц по размеру. Зависимость корректирующего коэффициента отражена в таблице Б.1.
Примечание - d95 - максимальный размер частиц (95 % массы фракции частицы меньше, чем d95) и d05 - минимальный размер частиц (5 % массы фракции частицы меньше, чем d05).
Таблица Б.1 - Выбор значения g
Отношение d95/d05 |
g |
d95/d05 > 4 |
0,25 |
4 ≥ d95/d05 ≥ 2 |
0,50 |
2 > d95/d05 > 1 |
0,75 |
d95/d05 = 1 |
1,00 |
с) Установление фракции частиц с определяемыми свойствами р.
Пример 1: проба состоит из 10 частиц, 2 из них подлежат определению р = 0,2 |
Пример 2: проба состоит из 10 частиц, 4 из них подлежат определению р = 0,4 |
Рисунок Б.1 - Пример распределения частиц в пробе
6.3 Пример определения минимальной массы пробы
В зависимости от свойств пробы были выбраны следующие коэффициенты и определены показатели:
СV = 0,1;
g = 0,25;
s = 1;
р = 1 г/см3.
Таблица Б.2 - Минимальная масса испытываемой пробы, Msam, г
r |
Номинальный верхний размер 95 % частиц пробы, d95, см |
|||||||
10 |
4 |
1 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0,02 |
||
Очень гетерогенная (следы) |
0,001 |
13070250 |
836496 |
13070 |
836 |
104,6 |
13,07 |
0,105 |
Гетерогенная (микроэлементы) |
0,02 |
641083 |
41029 |
641 |
41 |
5,1 |
0,64 |
0,005 |
Гомогенная (макроэлементы) |
0,1 |
117750 |
7536 |
118 |
8 |
0,9 |
0,12 |
0,001 |
Примечания:
1 Степень гетерогенности зависит от интересующих параметров и может отличаться для отдельной пробы (например, для макроэлементов r ~ 0,1 и для следовых элементов r ~ 0,001). Если проба или навеска используются для определения различных параметров, следует использовать наименьшие значения.
2 В таблице Б.2 коэффициент формы s принят равным 1 (наиболее распространенное значение). При наличии в пробе частиц большого размера есть смысл оценить реальное значение коэффициента формы, что может привести к уменьшению минимально необходимой массы пробы, особенно для волокнистых и пухообразных материалов.
Оборудование для обработки проб
Подготовка пробы для испытаний сопряжена с операциями гомогенизации, фазового/фракционного разделения, высушивания, измельчения и разделения проб. Оборудование, используемое для этих операций, приведено в таблице В.1.
Таблица В.1 - Оборудование
Гомогенизация |
Разделение фракций |
Высушивание |
Измельчение |
Деление пробы |
|
Мельница |
X |
|
|
X |
|
Мельница для измельчения замороженной пробы |
X |
|
|
X |
|
Молотковая дробилка |
X |
|
|
X |
|
Резка |
|
|
|
X |
|
Механическая мешалка |
X |
|
|
|
|
Молот |
|
|
|
X |
|
Щековая дробилка |
|
|
|
X |
|
Ступка и пестик |
X |
|
|
X |
|
Лопата |
X |
|
|
|
X |
Крестовина |
|
|
|
|
X |
Пинцет |
|
X |
|
|
|
Магнит |
|
X |
|
|
|
Разделитель |
|
|
|
|
X |
Разделитель Тайлера |
|
|
|
|
X |
Сита |
|
X |
|
X |
X |
Сушильный шкаф |
|
|
X |
|
|
Сушка при замораживании пробы |
|
|
X |
|
|
Эксикатор |
|
|
X |
|
|
Весы |
|
X |
X |
X |
X |
Примечание - В таблице применяются следующие обозначения: X - оборудование, которое может быть применено для данного метода. |
Характеристики лабораторной пробы для химического
анализа топлива твердого
из бытовых отходов
При подготовке лабораторной пробы для химической характеристики твердого топлива из бытовых отходов предъявляются следующие требования.
Максимальная масса лабораторной пробы - 10 кг, а максимальный размер частиц 1 см установлены исходя из числа и типа определяемых параметров, представительности пробы и практических требований для обработки проб. В таблице Г.1 обобщены требования как по отдельным, так и по групповым химическим параметрам.
Таблица Г.1 - Требования для лабораторной пробы для анализов твердого топлива из бытовых отходов
Минимальная масса лабораторной пробы, г |
Условия короткого срока хранения перед доставкой в лабораторию |
Условия длительного срока хранения перед доставкой в лабораторию |
Материал контейнера |
|
С, Н, N |
100 |
В условиях производства твердого топлива из бытовых отходов |
Холодильник 4 °С |
Пластиковая бутылка или мешок |
CI, S, Br, F |
100 |
Пластиковая бутылка или мешок (кроме ПВХ) |
||
Металлический AI |
200 |
Пластиковая бутылка или мешок |
||
Макроэлементы |
400 |
|||
Следовые элементы, исключая Нg |
200 |
В условиях производства твердого топлива из бытовых отходов |
Холодильник 4 °С |
Пластиковая бутылка или мешок |
Hg |
100 |
Стеклянная или ПФА бутылка |
||
С, Н, N, CI, S, Br, F |
150 |
Пластиковая бутылка или мешок (кроме ПВХ) |
||
Макроэлементы и следовые элементы, исключая Hg |
500 |
Пластиковая бутылка или мешок |
||
Макроэлементы и следовые элементы и Hg |
600 |
Стеклянная бутылка (100 г) и пластиковая бутылка или мешок |
||
Макроэлементы и следовые элементы и Hg и металлический AI |
700 |
|||
Общие анализы |
800 |
В условиях производства SRF |
Холодильник 4 °С |
Стеклянная бутылка (100 г) и пластиковая бутылка или мешок (кроме ПВХ) |
Примечание - Максимальный размер частиц, мм, по отношению к количеству лабораторной пробы, г, принят для гарантии гомогенности пробы. |
Ключевые слова: топливо твердое из бытовых отходов, образец для испытаний, лабораторная проба, методы подготовки