在工业生产过程中,替代燃料(AFR)的使用日益广泛,而对其进行采样和分析具有极为重要的意义,主要体现在以下多个关键方面:
一、重要性体现
工艺控制:准确的采样有助于监控生产过程中燃料的特性,确保工艺的稳定性与高效性。例如,燃料的成分变化可能影响燃烧效果,进而影响整个生产流程的产出与质量。
熟料与水泥质量:对于涉及水泥生产等相关行业,AFR 的质量直接关联到熟料和水泥的品质。合适的燃料成分与特性能够促进化学反应的正常进行,生产出符合标准的高质量产品。
潜在排放:通过对 AFR 采样分析,可以提前预估燃烧过程中可能产生的各种排放物,包括有害气体等,以便采取相应的减排措施,满足环保要求。
潜在健康与安全风险:了解燃料特性有助于识别在储存、运输、使用过程中可能出现的对人员健康与安全构成威胁的因素,如某些燃料可能释放有毒有害气体或存在易燃易爆风险等。
法律义务:
许可要求:许多地区对于使用替代燃料有着严格的许可规定,而采样分析数据是证明企业符合许可条件的重要依据。
CO₂计算:在碳排放核算方面,精确的燃料成分分析能够为准确计算 CO₂排放量提供基础数据,助力企业履行碳减排的法律责任。
二、相关指导文件
有一系列权威的指导文件可供参考,如GC公司的《采样与检测最佳实践》以及《实验室设备指南》,还有国际标准 ISO 21645:2021《固体回收燃料 —采样方法》。这些文件为 AFR 的采样与分析提供了专业的规范与标准。
三、采样的总体要求与保障措施
总体要求:采样过程应追求高度的透明度,并且在条件允许的情况下,最大程度地减少人为因素的干扰。其最终目的是要能够全面、准确且具有代表性地反映所交付燃料的真实质量状况。
保障措施
培训:对参与采样的相关人员,包括我方员工、承包商、司机等进行专业培训,使其熟悉采样流程与要求,掌握正确的操作方法。
管控:建立严格的采样管理与监督机制,对采样过程进行全方位监控,确保每一个环节都符合规定。
现场抽检:不定期地进行现场抽检,对已采集的样本或正在进行的采样操作进行复查,及时发现可能存在的问题。
合同协议:与供应商、承包商等签订详细的合同协议,明确各方在采样过程中的责任与义务,对违规行为制定相应的处罚条款。
四、质量控制计划示例
检测频率
对于检测生物质成分和排放因子的燃料批量规模,规定可达 5000 吨或者每月进行一次检测。
针对检测替代 / 代用燃料中生物质含量的样本,按照每季度进行一次检测(这里是依据各供应商分别的每月平均值统计,直至 50,000 吨)。
采样位置与方式
从卡车上采样:这是常见的采样途径之一,能够直接获取运输过程中的燃料样本。
从罐车(污水污泥)采样:针对特定的罐车运输的燃料类型,如污水污泥,制定专门的采样方法。
从卸料坑采样:在燃料卸料环节进行采样,可补充其他采样位置的不足,更全面地反映燃料质量。同时,采用自行设计的设备进行采样,确保采样的专业性与针对性。
五、采样过程及含水率验证细节
采样量与风险防范:从每辆卡车的三个不同位置采集样本,采集总量设定为 48 升。这样的多位置采样以及相对充足的采样量能够有效降低供应商故意隐瞒劣质垃圾衍生燃料(RDF)的风险,保证样本的真实性与代表性。
样本量缩减处理:在采集到 48 升样本后,会在分样台上进行下一步处理,将其缩减至 16 升。这一过程遵循科学的分样原则与流程,确保在减少样本量的同时不影响样本的代表性。
含水率验证设备与方法:使用 MCT 660 设备(近红外水分测定仪)进行含水率验证。该设备能够快速、准确地测定燃料样本的含水率,为后续的燃料处理与使用提供重要数据依据。并且,有着详细的含水率测量流程及样本保存步骤,确保整个过程的规范性与科学性。
1*—— 用于检测生物质成分和排放因子的燃料批量规模可达 5000 吨或每月一次。
2*—— 用于检测替代 / 代用燃料中生物质含量的样本 —— 生物质含量每季度检测一次(针对各供应商分别按每月平均值统计,直至 50,000 吨)。
六、燃料实验室相关情况
1. 设备清单
一个完备的燃料实验室应配备多种专业设备,如氮分析仪用于分析氮元素含量;碳、氢、硫分析仪和碳、硫分析仪分别对相关元素进行精确测定;汞分析仪检测汞含量;若干量热计测量热值;琼斯分样器用于样本的分样处理;粉碎磨将燃料样本进行粉碎以便分析;3 台熔炉用于特定的实验处理;1 毫米筛子进行样本筛选;2 台实验室干燥器辅助样本干燥处理;滴定仪和分析天平分别在不同的分析环节发挥重要作用。
2. 人员安排
从卡车采样环节,每周 7 天、每天 24 小时每个班次安排 1 人(外部公司人员),确保采样的及时性与连续性。
对于每辆卡车燃料的制样、研磨、水分分析以及为所有分析准备实验室样本,同样是每周 7 天、每天 24 小时每个班次安排 1 人(工艺实验室人员),保证样本处理环节的专业性与准确性。
对于替代燃料的整体分析,包括元素分析等全面工作,安排 3 人(每周工作 1 个班次,每班 5 天),这些人员分工协作,完成复杂的燃料分析任务。
3. 实验室位置与功能:
加工替代燃料的工厂必须在厂内运营一个燃料实验室。这是因为只有在厂内设立实验室,才能对燃料进行及时的接收检测与过程控制。在实验室中,首先要进行基本燃料特性分析,包括水分、灰分、挥发分、硫和氯含量以及热值的测定。其中,汞分析通常在厂内即可完成,而其他微量元素,如碳、氢、氮以及氟含量的测定,一般由诸如莱门分析中心这样的专业中心实验室进行分析。同时,实验室的工作表现需要通过总公司核查,以不断提升实验室的分析水平与数据准确性。
4. 生物质含量测定方法
采用在线近红外(NIR)分析技术对替代燃料流中的生物质进行测定。这种方法具有快速、无损等优点,能够在燃料流通过程中实时检测生物质含量,为生产过程中的燃料调配与质量控制提供及时的数据支持。
七 总结要点
规划先行:必须制定清晰、连贯且完善的采样和检测计划,这是整个 AFR 采样与分析工作的基础与出发点。只有明确了计划,后续的各项工作才能有序开展。
代表性采样:要采取各种措施确保采集的样本尽可能具有代表性,无论是采样位置的选择、采样量的确定还是采样过程的规范,都要围绕这一目标进行。
防范欺诈:建立严格的监督与管理体系,确保在采样方面,无论是我方员工、承包商还是供应商,都不存在任何欺诈行为,保证采样数据的真实性与可靠性。
标准制定:由替代燃料和原材料专家组牵头,联合集团内部审计、质量控制专家组及其他利益相关方共同制定一份具有约束力的指导性文件。该文件不仅要明确采样与分析的流程与要求,还要确定实验室最低专业资质要求和测量标准,从而为整个企业乃至行业的 AFR 采样与分析工作提供全面的规范与指导。