碳14分析和选择性溶解法

  • 选择性溶解法不适用于许多样品
  • 和选择性溶解法不同,碳14分析不受样品的生物降解性的限制
  • Beta实验室提供EN 15440测试,但不提供选择性溶解法

二氧化碳排放交易需要对二氧化碳排放中的生物部分和化石部分进行区分,这不仅在欧洲而且在北美和世界其他地区都已成为明显的需求。各国政府和各行业必须遵守其年度二氧化碳排放量上限的规定。它们需要知道燃烧的燃料的生物部分,从而遵守各种法规和利用各种奖励措施。这些措施旨在通过减少全球温室气体排放来减缓全球的气候变化。

对燃料的生物成分进行测定,对使用固体回收燃料(SRF)或垃圾衍生燃料(RDF)等混合/异质性燃料的工厂来说非常困难,因此,开发了不同的方法来解决这个问题。选择性溶解法是首批开发的测量混合燃料中生物成分的方法之一。

固体回收燃料的生物质含量测定

固体回收燃料或垃圾衍生燃料是焚烧工厂或混合焚烧工厂用于能源回收的无害垃圾经过加工后的固体燃料。它们可以是生活垃圾或来自商业或工业厂房的垃圾,而后被用作水泥窑、发电厂以及工业锅炉的化石燃料的替代物。

“欧盟委员会2002年给欧洲标准化委员会(CEN)的授权将固体回收燃料描述为“可以由多种材料组成,其中一些材料,虽然可回收,但是其回收再利用的形式可能对环境不利。一方面,收集和/或选用和制备成可回收利燃料的材料不应该被视为固体回收燃料,而另一方面可回收材料不应被排除在固体回收燃料之外,因为这种排除可能会导致这些材料被随意处置以及其含有的资源被浪费。”

2002年授权使CEN开发了被称为CEN/TS15440的技术规范,该规范概述了测定固体回收燃料的生物质含量的方法。EN 15440:2006方法包括选择性溶解法、手工分拣法和还原法。基于这个技术详情,标准被建立。EN 15440出版于2011年,包括选择性溶解,人工分拣,碳14方法。

选择性溶解法

选择性溶解法假定固体回收燃料的生物燃料成分会溶解于硫酸或过氧化氢,但化石燃料成分却不会。选择性溶解法最初是作为一种确定堆肥的生物降解含量的方法被开发的。当它应用于固体回收燃料时,假设 “生物质”等同于“可降解”,而这是不完全准确的。

选择性溶解法的假设在许多情况下是成立的,但是,如果固体回收燃料含有尼龙等不是生物质的可生物降解的成分或存在羊毛等不完全生物降解的生物质材料,则会出现不确定性。CEN 15440承认,选择性溶解法不适用于通常或可能存在于固体回收燃料的一些材料,因此必须考虑到其局限性。

CEN15540:2006还指出,碳-14分析是一种测定生物质含量(以碳含量的百分比表示)的替代方法。当时(2006年5月),针对固体回收燃料的C14方法正处在开发的早期阶段。CEN已认识到C14方法的优点,这促成了CEN/TR 15591 的制定,即在放射性碳测年法的基础上测定固体回收燃料的生物质含量。CEN/TR 15591于2007年1月获得批准,而2008年该技术报告最终成为CEN标准,即 CEN/TS 15747.

碳-14分析法相对选择性溶解法的优势

CEN15591承认,由于选择性溶解法存在局限性,因此它不是测定固体回收燃料(含有矿物碳和生物质碳材料的燃料)的生物质含量(分子水平)的最有效的方法。虽然放射性碳测年方法更加昂贵,并且需要熟练的人员,但是它们能够解决手工分拣法和选择性溶解法不可能解决的分析上的问题。

澳大利亚气候变化部于2008年公布了《国家温室和能源报告(测量)技术准则》,认为放射性碳测年技术要优于选择性溶解法。碳测年可以适用于包括气体、液体和固体燃料的任何类型的混合燃料。它也可以直接分析混合燃料或其燃烧后的气体,这对于排放监测体系到位的工厂特别有用。如果燃料采样比较困难,碳-14分析的确更有优势,因为它需要的样品量没有选择性溶解法那么多。

以热值计的生物质含量

尽管有其局限性,选择性溶解法可以估算出以热值计的固体回收燃料的生物质含量,而碳测年方法却不能,因为在碳-14分析过程中,样品的非生物部分是不分开的。碳测年方法也不能测定以重量计的生物质含量。

但是,根据碳-14分析结果可以计算出混合燃料的生物质能源的比例。关于计算详情,已载于由英国可再生能源协会与哥伦比亚大学合作撰写的报告,见第 8-9页。

Beta实验室不提供选择性溶解法测试

Beta实验室经ISO 17025认证,是一家放射性碳测年实验室,位于佛罗里达州的迈阿密。它提供CEN15747测试,该测试是为欧洲固体回收燃料用户开发的一项放射性碳测年的工业应用。Beta实验室不提供选择性溶解法测试。