Страница 2: ДСТУ EN 15289:2013. Тверде біопаливо. Методи визначання загального вмісту сірки та хлору (61326)

1. — допомогти розвитку точних методів аналізів;

2. — калібрувати вимірювальні системи, використовувані для полегшення товарообміну, установлювати контроль-якості, визначати робочі характеристики або визначати властивості за сучасних обмежень;

3. — забезпечити довготермінову відповідність та цілісність програм метрологічного забезпечення якості.

6. АПАРАТУРА

   1. Загальне устатковання

• Аналітичні ваги з роздільною здатністю до 0,1 мг;

• Загальне лабораторне устатковання, таке як мірні колби і вимірювальні циліндри.

Бомба не повинна пропускати рідину протягом дослідження і давати можливість кількісно ви­даляти рідину. Її внутрішня поверхня має бути виготовлена зі стійкої до корозії сталі або будь-якого іншого матеріалу, на який не впливає процес або продукти горіння.

Не усі калориметри чи бомби можна використовувати для визначення сірки і хлору, тому що матеріали, з яких виготовлена внутрішня поверхня бомби, можуть поглинати чи взаємодіяти з кис­лотними газами, утвореними під час згоряння, або через неможливість повністю очистити бомбу.

Закрита реторта для розщеплювання, див EN 15290.

6. ГОТУВАННЯ ДОСЛІДНОЇ ПРОБИ

Дослідна проба є довільною пробою для аналізування з номінальним розміром надрешітного продукту 1 мм, приготованою згідно з вимогами FprEN 14780.

Примітка. Для деяких інструментальних методів і (або) видів твердих біопалив, щоб забезпечити встановлену точність і межі відтворюваності, може бути необхідним готувати дослідну пробу з номінальним розміром надрешітного продукту менше ніж 1 мм (наприклад, 0,25 мм).

Оскільки результат розраховують за сухим станом біопалива, то треба одночасно визначати вологість дослідної проби згідно з методом, наведеним у EN 14774-3, використовуючи іншу порцію дослідної проби.

8 МЕТОДИКА

Проби твердого біопалива зазвичай випробовують у вигляді пресованих гранул внаслідок низької його щільності та особливостей його поведінки під час горіння.

• Беруть пробу масою приблизно 1 г (якщо бомбу для спалювання не сконструйовано на інші кількості проб).

• "Стискають пробу з відповідною силою для утворення компактної некрихкої гранули, яку зважують із точністю до 0,1 мг. Якщо одночасно визначають теплотворну здатність, то кількість проби можна відрегулювати згідно з вимогами EN 14918.

• Переносять пробу у тигель із кварцового скла або металу.

Для покращення горіння можна використовувати домішки.

1. Рідка домішка: після визначання маси гранул проби, рідку домішку подають крапля за краплею на гранулу, розміщену у тигелі (даючи можливість рідині бути поглинутій); кількість рідкої домішки визначають зважуванням.

2. Контейнер або капсула для спалювання: проба у вигляді порошку може бути поміщена в контейнер або капсулу для спалювання з точно відомою вагою. Масу проби обчислюють зважу­ванням її у контейнері або капсулі для спалювання, віднявши масу контейнера або капсули/

3. Тверда домішка: після визначання маси проби додають відповідну кількість домішки (напри­клад, бензойну кислоту) та зважуванням точно визначають додану кількість цієї домішки. Ретельно змішують пробу та домішку і з усієї суміші готують гранулу як описано вище. Переконуються, що вага гранули дорівнює вазі проби та домішки.

• Додають 1 мл води у бомбу для отримання розчину (також див. EN 14918, якщо одночас­но визначають теплотворну здатність). В іншому випадку воду можна не додавати або додавати більшу кількість (до 5 мл) води. Якщо вміст хлору або сірки перевищує 2 % (за масою), тоді для нейтралізації утворених кислотних сполук треба використати лужний розчин. Коли для визначання застосовують методи іонної хромотографїї, поглинальний розчин може бути у рухливій фазі, на­приклад, карбонат/бікарбонатний розчин. В усіх випадках, і калібрування і контрольне визначання, проводять із тією самою кількістю і тим самим видом поглинального розчину.

• Установлюють тигель на місце і приладнують запалювальний дріт. Збирають бомбу і щільно закріплюють накривку. Перед запалюванням бомбу заповнюють киснем під тиском ЗО бар.

Примітка 1. Якщо вміст хлору у пробі незначний, то застосування для запалювання звичайної бавовняної нитки може істотно вплинути на результат вимірювання вмісту хлору. Цього можна уникнути використанням займистих тиглів із дуже чистих матеріалів без бавовняних ниток для підпалювання.

Примітка 2. Бомбу треба наповнити киснем вщерть, щоб знизити утворення під час процесу горіння азотистих оксидів, особливо коли концентрацію сірки і хлору визначають методом іонної хроматографії (інакше деякі піки у хроматограмі можуть бути не достатньо добре відокремлені).

• Після згоряння проби повільно знімають тиск у бомбі перед її відкриванням.

• Переливають поглинальний розчин у мірну колбу (50 мл або 100 мл).

• Ретельно промивають водою бомбу, накривку, тигель, включаючи залишки в тиглі після спалювання, та збирають усю воду. Переливають до мірної колби і заповнюють її об’єм. Під час промивання приділяють увагу, щоб зола, утворена після спалювання, також була зібрана у колбу.

Примітка 3. Якщо проба містить сірку і (або) хлор у високій концентрації (> 2 %), то газоподібні продукти спалювання проби треба пропустити через промивальну посудину, яка містить поглинальний диск, щоб усі кислотні газові компоненти розчинилися. Розчин із промивальної посудини можна змішати з водою у бомбі або проаналізувати окремо від розчину з бомби.

Примітка 4. Якщо проба містить велику кількість золи, тоді хлор та сірка можуть бути поглинуті залишками горіння. У цьому випадку залишок горіння може бути проаналізований для визначання вмісту хлору та сірки. Альтернативно може бути використано поєднання невеликої проби та домішки.

Примітка 5. Особлива увага необхідна, якщо проби з низькими вмістами хлору і (або) сірки (наприклад, натуральна дере­вина) аналізують після проб із високим вмістом цих елементів (наприклад, проби трав’яного біопалива або з відходів). Найбільш ефективним способом очищення бомби є багаторазове спалювання в ній бензойної кислоти; див. 8.1.3, контрольне визначання.

Для використання в деяких поданих нижче аналітичних методах перед заповненням об’єму треба хімічно очистити розчин. Деякі аналітичні методи потребують попереднього фільтрування розчину.

Теплотворну здатність можна визначати одночасно з розщеплюванням. У цьому випадку треба дотримуватися вимог EN 14918. Вміст інших галогенів (фторидів, бромідів, іодидів) визначають аналогічним методом, див. EN 14582 [1].

Метод розщеплювання у закритій посудині наведено у EN 15290. Для визначання вмісту хлору для розщеплювання використовують Н₂О₂у кількості 0,8 мл на 100 мг проби. Таку збільшену кіль­кість порівняно з вимогами EN 15290 використовують, щоб уникнути втрат хлору.

Виконують контрольне визначання, застосовуючи процедуру і методи, описані у 8.1.1 (метод А) чи 8.1.2 (метод В), відповідно, використовуючи бензойну кислоту для методу А. Це дає змогу оці­нити як вміст елементів, що визначають у реагентах, так і будь-які забруднення від устатковання та з повітря лабораторії. їх вплив має бути неістотним.

Виміряний результат контрольного визначання має бути віднятий від результату для дослідної проби.

Примітка. Вищий рівень вмісту елемента під час контрольного визначання має бути менше ніж 10 % від вмісту елемента у пробі. За низького рівня вмісту елемента (менше ніж 500 мг/кг у пробі) вміст елементів у контрольному розчині може бути ЗО % або менше від вмісту елементів у розчині проби.

Для визначання вмісту сульфатів і хлоридів застосовують метод іонної хроматографії. Визна­чання проводять згідно з EN ISO 10304-1.

Примітка. Щоб не пошкодити іонний хроматограф, розчин, отриманий розщеплюванням, треба профільтрувати, викори­стовуючи шприц із розміром пор фільтра його кінцівки 0,45 мкм.

Наведені методи є застандартованими на міжнародному рівні і їх можна використовувати:

Таблиця 1 — Інші методи для визначання сульфатів і хлоридів

Якщо аналітичну систему оцінюють вперше, тоді установлюють калібрувальну функцію для ви­мірювань згідно з настановами виробника приладу. За потреби установлену калібрувальну функцію налагоджують під час аналізування. Перевіряють характеристики приладу, використовуючи прийня­ті стандартні методики, подібні аналізам, використовуючи стандартний еталонний матеріал (SRM) та/або CRM, контрольні проби та підготовлену контрольну карту. Схему калібрування та контролю якості планують та дотримують так, щоб могла бути отримана необхідна похибка вимірювання. Результати валідаційного дослідження BioNorm2 (додаток А) демонструють досяжність цієї похибки серійними засобами вимірювання, використовуваними у відповідних лабораторіях.

Випробні порції гідролізатів — аналізують згідно з настановами виробника.

9. ПОДАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ

   1. Загальне положення

Результат обчислюють як середнє значення двох визначань. Результат обчислюють за сухим станом біопалива відповідно до 9.2 та 9.3. Результати можуть бути обчислені за іншими станами, наприклад, у робочому стані згідно з EN 15296.

Вміст загального хлору у пробі в сухому стані, w_C|_d, обчислюють у відсотках за масою відпо­відно до формули:

(с-с₀ І/ 100

W_C| н = — 100- 7 г,

^Cl,dт (W0-/W_ad)

де с — концентрація хлориду у розчині, мг/л;

с₀ * — концентрація хлориду у розчині для контрольного визначання, мг/л;

V — кількість розчину, л;

т — маса використаної дослідної проби, мг;

/W_ad — вміст вологи у аналізованій дослідній пробі, % за масою.

Вміст загальної сірки у пробі в сухому стані w_{s d}, обчислюють у відсотках за масою відповідно до формули:

(c-c_n)V 100

и/о _d = і 0,3338-100- - г,

^s'^dт (l00-M_ad)

де с — концентрація сульфатів у розчині, мг/л;

с₀ — концентрація сульфатів у розчині для контрольного визначання, мг/л;

V — кількість розчину, л;

т — маса використаної дослідної проби, мг;

0,3338 — стехіометричне співвідношення відносних молекулярних мас сірки і сульфату;

M_ad — вміст вологи у аналізованій дослідній пробі, % за масою.

9. ХАРАКТЕРИСТИКИ

Досяжні характеристики методу наведено у додатку А, які показують результати, отримані Європейськими порівняльними дослідженнями, проведеними для проби трісок та проби викори­станих оливкових залишків. Ці дві проби представляють крайні результати методу. Проба трісок представляє проби з низькими вмістами сульфатів та хлоридів, а проба використаних оливкових залишків — проби з високими вмістами сульфатів та хлоридів.

9. ПРОТОКОЛ ВИПРОБУВАННЯ

У протоколі випробування повинна бути наведена щонайменше така інформація:

1. ідентифікаційні дані лабораторії, яка виконала дослідження, та дату їхнього проведення;

2. ідентифікація дослідної проби;

3. посилання на цей стандарт;

4. методи, використані для розщеплення і для визначення;

5. результати дослідження, зазначаючи стан, за якого їх виконано, відповідно до розділу 9;

6. усі незвичайні особливості, відмічені під час визначання;

д) операції, не передбачені цим стандартом, або прийняті як довільні.ДОДАТОК A
(довідковий)

ДАНІ ЩОДО ВИМІРЮВАНЬ

Порівняння даних щодо вимірювань були проведені лабораторіями Австрії, Бельгії, Данії, Фін­ляндії, Німеччини, Ірландії, Італії, Нідерландів, Іспанії, Швеції та Великобританії. Різноманітність вимірювальних приладів та інших аналітичних умов були використані згідно з показниками якості, установленими у методі випробування.