TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14277:2024

ISO 16995:2015

NHIÊN LIỆU SINH HỌC RẮN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CLORUA, NATRI VÀ KALI TAN TRONG NƯỚC

Solid biofuels - Determination of the water soluble chloride, sodium and potassium content

Lời nói đầu

TCVN 14277:2024 hoàn toàn tương đương với ISO 16995:2015.

TCVN 14277:2024 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC238 Nhiên liệu sinh học rắn biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

Các nguyên tố clo, natri và kali có trong nhiên liệu sinh học rắn có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến việc sử dụng như ăn mòn, bám cặn, tạo xỉ trong lò nung. Ngoài ra, chúng cũng gây ảnh hưởng đến sự phát thải các khí từ quá trình nhiệt.

Hàm lượng clo trong nhiên liệu sinh học rắn chủ yếu tồn tại dưới dạng muối vô cơ tan trong nước như natri và kali clorua hoặc các dạng trao đổi ion khác. Việc xác định hàm lượng clorua tan trong nước là một cách thay thế và là phương pháp đơn giản để thu được thông tin về hàm lượng clo trong nhiên liệu sinh học rắn. Tuy nhiên, hàm lượng clorua tan trong nước không phải là hàm lượng clo tổng trong nhiên liệu.

Trong nhiên liệu sinh học rắn natri và kali có thể tồn tại dạng muối và khoáng chất. Muối của các nguyên tố này được chiết cùng với nước và dễ dàng bay hơi trong quá trình chuyển hóa nhiệt. Thông qua việc xác định hàm lượng natri và kali tan trong nước, có thể ước lượng được mức độ ăn mòn của các nguyên tố liên quan đến các vấn đề về bám cặn, tạo xỉ tiềm ẩn. Đối với một số nhiên liệu sinh học như rơm, kinh nghiệm đã cho thấy rằng hàm lượng natri và kali tan trong nước tương ứng với hàm lượng các nguyên tố tổng. Tuy nhiên, hàm lượng natri và kali tan trong nước không phải là hàm lượng các nguyên tố tổng.

NHIÊN LIỆU SINH HỌC RẮN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CLORUA, NATRI VÀ KALI TAN TRONG NƯỚC

Solid biofuels - Determination of the water soluble chloride, sodium and potassium content

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng clorua, natri và kali tan trong nước có trong nhiên liệu sinh học rắn bằng phương pháp chiết cùng với nước trong bình chứa kín, sau đó định lượng chúng bằng các kỹ thuật phân tích khác.

2  Tài liệu viện dẫn

...

...

...

TCVN 6196-1 (ISO 9964-1) Chất lượng nước - Xác định natri và kali - Phần 1: Xác định natri bằng trắc phổ hấp thụ nguyên tử

TCVN 6196-2 (ISO 9964-2) Chất lượng nước - Xác định natri và kali - Phần 2: Xác định kali bằng trắc phổ hấp thụ nguyên tử

TCVN 6196-3 (ISO 9964-3) Chất lượng nước - Xác định natri và kali - Phần 3: Xác định natri và kali bằng đo phổ phát xạ ngọn lửa

TCVN 6494-1 (ISO 10304-1) Chất lượng nước - Xác định các anion hòa tan bằng phương pháp sắc ký lỏng ion - Phần 1: Xác định bromua, clorua, florua, nitrat, nitrit, phosphat và sunphat hòa tan

TCVN 6665 (ISO 11885) Chất lượng nước - Xác định nguyên tố chọn lọc bằng phổ phát xạ quang plasma cặp cảm ứng (ICP-OES)

TCVN 13884 (ISO 14780 with Amd 1:2019) Nhiên liệu sinh học rắn - Chuẩn bị mẫu

TCVN 13887-3 (ISO 18134-3) Nhiên liệu sinh học rắn - Xác định hàm lượng ẩm - Phần 3: Hàm lượng ẩm trong mẫu phân tích chung

ISO 16559 Solid biofuels - Terminology, definitions and descriptions (Nhiên liệu sinh học rắn - Thuật ngữ, định nghĩa và mô tả).

ISO 16993 Solid biofuels - Conversion of analytical results from one basis to another (Nhiên liệu sinh học rắn - Chuyển đổi kết quả phân tích từ cơ sở này sang cơ sở khác)

...

...

...

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 16559 và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1

Hàm lượng clorua, natri và kali tan trong nước (water soluble chloride, sodium and potassium content)

Hàm lượng các nguyên tố được chiết ra cùng với nước sử dụng quy trình chiết trong tiêu chuẩn này.

4  Nguyên tắc

Mẫu nhiên liệu được làm nóng bằng nước trong bình chứa kín tại nhiệt độ 120 °C trong thời gian 1 h. Xác định nồng độ clorua, natri và kali trong phần chiết từ nước thu được theo một trong những kỹ thuật sau:

- clorua: sắc ký ion (IC) hoặc chuẩn độ điện thế với bạc nitrat,

CHÚ THÍCH  Khi sử dụng phép chuẩn độ điện thế với bạc nitrat, việc xác định sẽ bao gồm cả hàm lượng bromua và iodua.

...

...

...

5  Thuốc thử

5.1  Nước, chứa một lượng clorua, natri và kali rất nhỏ, tức là một lượng không gây ảnh hưởng đến việc xác định. Nước khử ion đáp ứng các yêu cầu này.

6  Thiết bị, dụng cụ

6.1  Tủ sấy hoặc thiết bị chịu áp, có khả năng duy trì ở nhiệt độ (120 ± 5) °C.

6.2  Bình, làm từ flo polyme có thể tích khoảng 100 ml và có nắp xoáy. Bình và nắp có khả năng chịu được tối thiểu ở nhiệt độ 125 °C (232 kPa). Nếu chỉ xác định riêng hàm lượng clorua tan trong nước thì có thể sử dụng một bình thủy tinh borosilicat giãn nở nhiệt thấp tương đương.

6.3  Cân, với độ chính xác ít nhất là 1 mg.

6.4  Dụng cụ thông thường ở phòng thử nghiệm, như bình định mức và ống đong. Nếu xác định natri và kali, phải tránh sử dụng dụng cụ làm từ thủy tinh.

6.5  Thiết bị lọc, với màng lọc có cỡ lỗ trung bình là 0,45 μm.

7  Chuẩn bị mẫu thử

...

...

...

Nếu kết quả tính toán khác với trạng thái “đã xác định” thì hàm lượng ẩm của mẫu thử cần xác định đồng thời trên một phần khác của mẫu thử bằng phương pháp được mô tả trong TCVN 13887-3 (ISO 18134-3).

8  Cách tiến hành

8.1  Chiết

a) Cân, 1,0 g mẫu phân tích, chính xác đến 1 mg trong một bình rỗng sạch (xem 6.2).

b) Thêm 50,0 ml nước, khuấy và đậy kín bình.

c) Đặt bình kín vào trong tủ sấy hoặc thiết bị chịu áp tại nhiệt độ 120 °C trong 60 min.

d) Lấy bình kín ra khỏi tủ sấy hoặc thiết bị chịu áp và để nguội đến nhiệt độ phòng.

CẢNH BÁO  Không được mở bình trước khi bình nguội.

e) Chuyển hỗn hợp trong bình vào bình định mức dung tích 100 ml. Rửa sạch bên trong bình với một lượng nước nhỏ, đổ nước rửa vào bình định mức và thêm nước để đạt được 100 ml.

...

...

...

CHÚ THÍCH  Nếu chỉ xác định riêng hàm lượng clorua tan trong nước thì có thể bỏ qua việc lọc hoặc sử dụng giấy lọc thô gấp nếp thay cho màng lọc.

8.2  Phương pháp phát hiện

8.2.1  Tổng quan

Hoàn thành việc xác định bằng cách đo nồng độ các nguyên tố trong dung dịch đã chuẩn bị đối với clorua sử dụng một trong các phương pháp được đưa ra trong 8.2.2 và đối với natri và kali sử dụng một trong các phương pháp được đưa ra trong 8.2.3.

8.2.2  Phương pháp xác định nồng độ clorua

Để xác định nồng độ clorua sử dụng một trong các phương pháp sau:

- sắc ký ion theo các nguyên tắc của TCVN 6494-1 (ISO 10304-1)

- chuẩn độ điện thế với bạc nitrat theo các phương pháp được mô tả trong Std. Meth. 4500-CI- D.

CHÚ THÍCH  Có thể sử dụng các tiêu chuẩn tương đương ví dụ Thư mục tài liệu tham khảo [1] [2] hoặc [3].

...

...

...

8.2.3  Phương pháp xác định nồng độ natri và kali

Để xác định nồng độ natri và kali sử dụng một trong các phương pháp sau

- ICP-OES theo các nguyên tắc của TCVN 6665 (ISO 11885)

- FAAS theo các nguyên tắc của TCVN 6196-1 (ISO 9964-1) và TCVN 6196-2 (ISO 9964-2)

- FES theo các nguyên tắc của TCVN 6196-3 (ISO 9964-3)

Đối với kỹ thuật sử dụng thiết bị, cần thực hiện kiểm soát ban đầu quá trình nhiễu bằng cách sử dụng phương pháp thêm chuẩn và/hoặc phương pháp pha loãng.

Có thể sử dụng các phương pháp khác miễn là các phương pháp đó có thể đưa ra các kết quả có thể so sánh được với các kết quả thu được từ phép xác định khi sử dụng một trong các phương pháp bên trên, thuộc tính chất đặc trưng của phương pháp đó.

8.3  Thử nghiệm trắng

Tiến hành thử nghiệm trắng, sử dụng cùng một quy trình và phương pháp như mô tả trong 8.1 hoặc 8.2 nhưng bỏ qua phần mẫu thử. Điều này đánh giá cả hàm lượng nguyên tố trong thuốc thử cũng như bất kỳ sự nhiễm bẩn nào từ thiết bị và môi trường phòng thí nghiệm. Ảnh hưởng này không đáng kể về mặt định lượng.

...

...

...

9  Biểu thị kết quả

Hàm lượng các nguyên tố tan trong nước trong mẫu được phân tích, w_x tính bằng mg/kg theo công thức (1):

(1)

trong đó

c

là nồng độ của nguyên tố (clorua, natri hoặc kali) trong dung dịch chiết (xem 8.1 e), tính bằng mg/l;

c₀

là nồng độ của nguyên tố (clorua, natri hoặc kali) trong dung dịch chiết của thử nghiệm trắng (xem 8.3), tính bằng mg/l;

...

...

...

là thể tích của dung dịch chiết, tính bằng ml;

m

là khối lượng của phần mẫu thử được sử dụng, tính bằng g.

Báo cáo kết quả là giá trị trung bình của hai lần xác định (duplicate).

Các kết quả có thể được tính ở trạng thái khô hoặc ở trạng thái khi nhận mẫu theo ISO 16993.

10  Các tính chất đặc trưng

Dữ liệu đặc trưng nhận được đưa ra trong Phụ lục A biểu thị kết quả thu được thông qua nghiên cứu so sánh ở Châu Âu thực hiện trên một mẫu dăm gỗ và một mẫu bã ô-liu thải. Hai mẫu đại diện cho giới hạn của phương pháp. Mẫu dăm gỗ đại diện cho mẫu có hàm lượng clorua, natri và kali tan trong nước mức thấp và mẫu bã ô-liu thải đại diện cho mẫu có hàm lượng clorua, natri và kali tan trong nước mức cao.

11  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

...

...

...

b) nhận diện phòng thí nghiệm thực hiện thử nghiệm và ngày thử nghiệm;

c) nhận diện sản phẩm (hoặc mẫu) được thử;

d) (các) phương pháp xác định;

e) kết quả thử nghiệm bao gồm cả trạng thái mẫu thử, được nêu trong Điều 9;

f) bất kỳ đặc điểm bất thường nào được ghi nhận trong quy trình thử nghiệm;

g) bất kỳ sai khác nào so với tiêu chuẩn này hoặc như một tùy chọn.

Phụ lục A

(tham khảo)

...

...

...

Một thử nghiệm liên phòng được thực hiện ở các phòng thí nghiệm tại Áo, Bỉ, Đan Mạch, Phần Lan, Đức, Ai-len, Ý, Hà Lan, Tây Ban Nha, Thụy Điển và Vương Quốc Anh. Nhiều thiết bị và các điều kiện phân tích khác được sử dụng phải phù hợp với các thông số chất lượng được quy định trong phương pháp.

Thực hiện các thử nghiệm với hai mẫu, dăm gỗ và bã ô-liu thải được sản xuất từ dự án EU BioNorm theo TCVN 13884 (ISO 14780 with Amd 1:2019). Mẫu “dăm gỗ” có nguồn gốc từ dăm gỗ cây lá kim của Đức; các dăm được sấy và băm đến 1 mm bằng máy băm. Mẫu “bã ô-liu thải” thu được từ ngành công nghiệp dầu ô-liu tại Tây Ban Nha trong một cơ sở lưu trữ ngoài trời điển hình. Trong mẫu gốc cũng xuất hiện đá và các tạp chất tự nhiên khác. Dùng tay loại bỏ các tạp chất và đá này, chuẩn bị mẫu từ bã theo hai bước bằng cách dùng máy băm thô có trang bị một sàng 10 mm và dùng máy băm phòng thí nghiệm có trang bị dụng cụ cắt WC và sàng 1 mm.

Tất cả dữ liệu được báo cáo khi mẫu ở trạng thái khô.

Dữ liệu đặc trưng theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2) được đưa ra trong Bảng A.1; Bảng A.2 và Bảng A.3.

CHÚ THÍCH 1  Xem Bảng A.1 đối với giải thích các ký hiệu trong Bảng A.1 đến Bảng A.3.

CHÚ THÍCH 2  Xem Phụ lục C ISO 16993 về cách sử dụng các thông số xác nhận tính hợp lệ.

Bảng A.1 - Dữ liệu đặc trưng của clorua tan trong nước

Mẫu

n

...

...

...

O

%

x

mg/kg

s_R

mg/kg

C_V,R

%

s_r

...

...

...

C_V,r

%

Dăm gỗ

7

35

15

26

13

45

...

...

...

19

Bã ô-liu thải

7

35

0

2100

150

7,4

49

...

...

...

Giải thích các ký hiệu

n

là số lượng các phòng thí nghiệm sau khi loại bỏ số lạc (giá trị bất thường)

l

là số lượng số lạc (giá trị bất thường) không chứa giá trị phân tích đơn lẻ

o

là phần trăm của giá trị bên ngoài từ việc hai lần xác định

x

là trung bình của tổng thể

...

...

...

là độ lệch chuẩn tái lập

CV_R

là hệ số biến động của độ tái lập

s_r

là độ lệch chuẩn lặp lại

CV_r

là hệ số biến động của độ lặp lại

Bảng A.2 - Dữ liệu đặc trưng của natri tan trong nước

Mẫu

...

...

...

l

O

%

x

mg/kg

s_R

mg/kg

C_V,R

%

...

...

...

mg/kg

C_V,r

%

Dăm gỗ

Không đủ dữ liệu

Bã ô-liu thải

24

40

0

...

...

...

16

16

8

8,4

CHÚ THÍCH  Xem Bảng A.1 đối với giải thích các ký hiệu.

Bảng A.3 - Dữ liệu đặc trưng của kali tan trong nước

Mẫu

n

l

...

...

...

%

x

mg/kg

s_R

mg/kg

C_V,R

%

s_r

mg/kg

...

...

...

%

Dăm gỗ

6

29

4,4

634

20

3,1

9

...

...

...

Bã ô-liu thải

7

35

0

22400

1060

4,8

524

2,3

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] DIN 38405-D1-2, German standard methods for the examination of water, waste water and sludge - anions (group D) - determination of chloride ions (D1).

[2] DS 239, Chloride - Potentiometric method.

[3] SS 028136, Determination of chloride concentration of water - Potentiometric tritation

[4] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo - Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.

[5] TCVN 10861 (ISO/TS 21748), Hướng dẫn sử dụng ước lượng độ lặp lại, độ tái lập và độ đúng trong đánh giá độ không đảm bảo đo.

[6] NIST Technical note 1297:1994, Guidelines for evaluating and expressing the uncertainty of NIST measurement results.