🔥 Schwefel, Chlor, Fluor und Brom in festen Sekundärbrennstoffen (SRF) — Verbrennung in der Sauerstoffbombe — PN-EN 15408

Petrochemie und Brennstoffe PN-EN 15408

Übersicht

WAS FÜR EINE PRÜFUNG (Abschnitt 1 von EN 15408:2011; derselbe Anwendungsbereich auf der PKN-Karte). Bestimmung von S, Cl, F und Br in festen Sekundärbrennstoffen unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung nach Verbrennung in Sauerstoffatmosphäre. Das Verfahren ist auf Gehalte über 0,025 g/kg anwendbar — je nach Element und Bestimmungstechnik — und für Fluor über 0,015 g/kg. Unlösliche Halogenide und Sulfate, die in der Probe vorliegen oder bei der Verbrennung entstehen, werden nicht vollständig bestimmt. Die Norm gibt Empfehlungen zu genormten Verfahren zur Bestimmung von Halogeniden und Sulfaten in der Lösung nach der Verbrennung.

WOZU (Einleitung): Schwefel und Halogene im SRF gehen bei der Verbrennung in der Regel in Sulfate und Halogenide über, die in hohem Maße für Korrosion und schädliche Emissionen verantwortlich sind — deshalb werden sie sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verbrennung des Brennstoffs bestimmt. „Halogengehalt“ ist in dieser Norm die Summe der Halogene in organischen und anorganischen Verbindungen, die sich durch Verbrennung in Halogenide überführen und in einer wässrigen Lösung absorbieren lassen (Definition 3.1 — empirisch, gültig nur für diese Norm).

PRINZIP (Abschnitt 5). Zwei Stufen oder ein automatischer Analysator: • die Probe wird in einer Bombe mit Sauerstoff unter Druck verbrannt; Halogen- und Schwefelverbindungen gehen in Fluoride, Chloride, Bromide und Sulfate über, die in einer Absorptionslösung (Wasser oder KOH 0,2 mol/l) aufgenommen werden; • Cl, F, S und Br werden mittels Ionenchromatographie nach EN ISO 10304-1 bestimmt, Fluor auch nach ISO 10359-1 (ionenselektive Elektrode); Brom vorzugsweise mittels ICP-MS nach EN ISO 17294-2, weil es nach der Verbrennung in mehreren Oxidationsstufen vorliegt; Chloride können auch titrimetrisch nach ISO 9297 (Verfahren nach Mohr) bestimmt werden. Für S und Cl dürfen direkte automatische Verfahren angewandt werden und andere Verfahren — wenn nachgewiesen wird, dass sie dieselben Ergebnisse liefern (Einleitung).

ABSORPTIONSLÖSUNG (7.5 und 9.3): Für die meisten Anwendungen genügt Wasser; übersteigt der Chlorgehalt 1 % oder wird Brom bestimmt, ist eine alkalische KOH-Lösung 0,2 mol/l wirksamer. In die Bombe werden 10 ml der Lösung gegeben. Das Vorliegen von Brom oder eines hohen Chlorgehalts lässt sich vorab durch RFA prüfen.

PROBE UND VERBRENNUNG (Abschnitt 9): • die Proben werden nach Anhang A aufbewahrt; die Prüfprobe wird nach EN 15413 hergestellt, mit einer Zielkorngröße von 1 mm oder kleiner (bei kleinerer Einwaage — feiner); bei ungleichmäßiger Verteilung chlorhaltiger Partikel ergibt z. B. 0,5 mm eine bessere Wiederholpräzision (Anhang C); • das Ergebnis wird im wasserfreien Zustand angegeben — der Wassergehalt wird gesondert bestimmt; von den in Abschnitt 2 genannten Normen betrifft ihn EN 15414-3 (Wassergehalt der allgemeinen Analysenprobe); • Einwaage meist etwa 1 g, auf 0,1 mg genau gewogen: als Pressling, in einer Kapsel oder in einem PE-Beutel (mit 20 % Wasser oder ohne) oder mit einem Verbrennungshilfsmittel (z. B. Benzoesäure); Zusätze bringen Wärme ein, daher wird die Einwaage verringert — wichtig ist, den zulässigen Temperaturanstieg in der Bombe nicht zu überschreiten; • nach der Verbrennung mindestens 10 min Angleichen an Raumtemperatur; nach dem Öffnen werden die Rückstände geprüft — liegt ein unverbrannter Anteil vor, wird die Probe verworfen; die Lösung wird quantitativ in eine tarierte Flasche überführt und mit Wasser auf 100 ml aufgefüllt. Die Robustheitsprüfung (Anhang C) hat gezeigt, dass das Verfahren in seiner jetzigen Form für einen Teil der Proben nicht geeignet ist — z. B. für solche mit Reifenstücken — weil der Pressling bei der Verbrennung zerfällt.

GERÄTE UND REAGENZIEN (Abschnitte 6 und 7): Verbrennungsbombe aus nichtrostendem Stahl oder einem anderen beständigen Werkstoff, mit Sicherheitsventil und elektrischer Zündung — es kann eine Bombe zur Bestimmung des Brennwerts sein; bei Proben mit hohem Chlorgehalt — eine chlorbeständige Bombe. Analysenwaage (0,1 mg), Ionenchromatograph mit Leitfähigkeitsunterdrückung, Titrationsgerät, ICP-MS, automatischer S- und Cl-Analysator. Sauerstoff mindestens 99,99 %, Wasser der Qualität 1 nach EN ISO 3696, Carbonat-Hydrogencarbonat-Eluent, Standardlösungen 1000 mg/l, ein zertifiziertes, dem SRF ähnliches Referenzmaterial zur Prüfung des Absorptionswirkungsgrads und eine Kontrollmischung — das Beispiel aus der Norm: 4-Fluor-, 4-Chlor-, 4-Brom- und 4-Iodbenzoesäure, Sulfanilsäure und Cellulose, mit 1,13 g/kg F, 7,547 g/kg Cl, 1,656 g/kg Br, 2,132 g/kg I und 6,17 g/kg S.

FEHLERQUELLEN (Abschnitt 8): der Behälter, in dem die Probe angeliefert und aufbewahrt wurde, sowie das Mahlen (Kontamination der Probe). Bei Brennstoffen mit hohem Gehalt an eisengebundenem Schwefel kann das Verfahren abweichende Ergebnisse liefern.

AUSGABEN (Stand der PKN-Karte am 25.09.2026). PN-EN 15408:2011 — englische Fassung, Veröffentlichung 21-07-2011, 18 Seiten, KT 144 Koks und verarbeitete feste Brennstoffe, führt EN 15408:2011 [IDT] ein, ohne die Überschrift „Wycofana“ [Zurückgezogen]; eine polnische Fassung hat der Katalog nicht. EN 15408:2011 ersetzte CEN/TS 15408:2006 und unterscheidet sich von ihr nur redaktionell. Beim Herausgeber (von iTeh geführter CEN-Katalog, gelesen am 25.09.2026): veröffentlicht am 09-03-2011 (CEN/TC 343 „Feste Sekundärbrennstoffe“); Stadium 90.93 — Entscheidung zur Bestätigung nach der systematischen Überprüfung (Umfrage ab 04-02-2025, Abschluss 23-09-2026).

WIE DIE AKKREDITIERUNGSUMFÄNGE DIE NORM ZITIEREN. Messung vom 25.09.2026 an der Datenbank der polnischen Akkreditierungsumfänge (1310 Laboratorien mit Einträgen): 35 Einträge bei 15 Laboratorien; Schreibweisen „PN-EN 15408:2011“ (25), „PN-EN 15408“ ohne Jahr (9) und einmal mit Halbgeviertstrich „PN–EN 15408:2011“. DIESELBE NUMMER, EINE ANDERE NORM: In 6 Einträgen eines Laboratoriums (AB 1787) steht PN-ISO/IEC 15408 — Kriterien für die Bewertung der IT-Sicherheit (Common Criteria); diese Einträge zählen wir hier nicht mit. Prüfgegenstand: feste Sekundärbrennstoffe (SRF) und alternative Brennstoffe (16 Einträge, meist zusammen mit Abfällen), Abfälle allein (8), feste Biomasse (2), Kunststoffe und Verpackungsmaterialien (1) sowie — in 8 Einträgen von 6 Laboratorien — Steinkohle und andere feste Brennstoffe. Der Anwendungsbereich der Norm spricht von festen Sekundärbrennstoffen; die übrigen Erzeugnisse sind eine Ausweitung der Anwendung durch die Laboratorien. Methodik: Gesamtschwefel (8) und Schwefel (4), Fluor (6), Chlor (4) und Gesamtchlor (2), Brom (4), einmal Iod. Techniken: Ionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion (15) und andere Schreibweisen der Ionenchromatographie (3), Hochtemperaturverbrennung mit IR-Detektion (10) oder WLD (2), titrimetrisch (1), potentiometrisch (1). Die angegebenen Bereiche in % haben untere Grenzen von 0,0001 % bis 0,1 % und obere von 0,0025 % bis 10 %. In denselben Einträgen stehen u. a. PN-EN ISO 10304-1:2009+AC:2012 (4), PN-EN ISO 21663 (3) und PN-EN ISO 16994 (2).

DER SCHLÜSSEL DER REGISTERKARTE „LABORATORIEN“: „PN-EN 15408“ — 15 Laboratorien und 34 Einträge, ohne fremde Einträge; die Norm PN-ISO/IEC 15408 erfasst die Registerkarte nicht. Den einen Eintrag mit Halbgeviertstrich zeigt die Registerkarte nicht, sein Laboratorium ist aber dank anderer Einträge sichtbar.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Wir hatten einen vom Herausgeber zugänglich gemachten Ausschnitt des Textes von EN 15408:2011: Vorwort, Einleitung und Abschnitte 1–9.3. Wir haben weder die weiteren Abschnitte (Berechnung, Qualitätskontrolle, Präzision) noch die Anhänge A–C (Aufbewahrung der Proben, Robustheitsprüfung). Formeln und Präzisionsangaben geben wir nicht an.

Prinzip der Methode

Eine SRF-Probe (etwa 1 g, Korngröße ≤ 1 mm) wird in einer Bombe in Sauerstoff unter Druck verbrannt; die Sulfate und Halogenide werden in 10 ml Wasser oder KOH 0,2 mol/l absorbiert, die Lösung wird auf 100 ml aufgefüllt, und Cl, F, S, Br werden mittels Ionenchromatographie (EN ISO 10304-1) bestimmt, F auch mit einer Elektrode (ISO 10359-1), Br vorzugsweise mittels ICP-MS (EN ISO 17294-2). S und Cl dürfen mit automatischen Analysatoren bestimmt werden. Ergebnis im wasserfreien Zustand.

Anwendungen

• Feste Sekundärbrennstoffe (SRF) — Kontrolle von Schwefel und Halogenen bei der Herstellung und vor der Verbrennung (Korrosion, Emissionen)
• Klassifizierung und Spezifizierung von Brennstoffen aus Abfällen (Chlor als Qualitätsparameter)
• In den Akkreditierungsumfängen auch für Kohle und Abfälle angewandt — außerhalb des Anwendungsbereichs der Norm, der SRF betrifft

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 15408:2011 (wersja angielska; wprowadza EN 15408:2011 [IDT])

Titel (PL)

Stałe paliwa wtórne — Metody oznaczania zawartości siarki (S), chloru (Cl), fluoru (F) i bromu (Br)

Title (EN)

Solid recovered fuels — Methods for the determination of sulphur (S), chlorine (Cl), fluorine (F) and bromine (Br) content

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probe

   Aufbewahrung nach Anhang A; Herstellung nach EN 15413 auf eine Korngröße ≤ 1 mm; gesonderte Bestimmung des Wassergehalts (die Norm nennt EN 15414-3) — Ergebnis im wasserfreien Zustand.

2. Einwaage

   Etwa 1 g ± 0,1 mg: Pressling, Kapsel, PE-Beutel (mit 20 % Wasser oder ohne) oder mit einem Verbrennungshilfsmittel — dann kleinere Einwaage.

3. Bombe

   10 ml KOH 0,2 mol/l (oder Wasser, wenn Cl < 1 % und kein Br bestimmt wird); nach Herstelleranleitung mit Sauerstoff füllen.

4. Verbrennung

   Zündung; danach Angleichen an Raumtemperatur; nach dem Öffnen prüfen, ob die Verbrennung vollständig war — unverbrannte Probe verwerfen.

   ⏱ Zeit: ≥ 10 min Angleichen

5. Lösung

   Quantitativ in eine tarierte 100-ml-Flasche überführen und mit Wasser auffüllen.

6. Bestimmung

   Chloride, Fluoride, Sulfate, Bromide: EN ISO 10304-1, ISO 9297, ISO 10359-1 oder EN ISO 17294-2. Die Formeln GEBEN WIR NICHT AN.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Sauerstoffbombe — nur erfahrenes Personal, nach Herstelleranleitung; Sauerstoff bei hoher Temperatur und unter hohem Druck (Abschnitt 4)
• Den zulässigen Temperaturanstieg in der Bombe nicht überschreiten — bei Verbrennungshilfsmitteln die Einwaage verringern
• KOH-Lösung — ätzend; saure Gase nach der Verbrennung — die Bombe vorsichtig unter dem Abzug öffnen

Häufige Fragen