ISO 21660-22025 固体回收燃料 用烘箱干燥法测定水分含量 第2部分用简化方法测定总水分标准立项发展报告

固体回收燃料用烘箱干燥法测定水分含量第2部分：用简化方法测定总水分标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Solidrecoveredfuels—Determinationofmoisturecontentusingtheovendrymethod—Part2:Determinationoftotalmoisturebyasimplifiedmethod摘要随着全球对可持续能源和循环经济的高度重视，固体回收燃料（SolidRecoveredFuels，简称SRF）作为替代化石燃料的重要二次能源，其质量控制和贸易结算中的关键参数——水分含量的准确测定日益凸显其重要性。水分含量不仅直接影响固体回收燃料的热值计算、燃烧效率及排放特性，更关乎贸易双方的公平交易与经济效益。ISO21660-2:2025《固体回收燃料用烘箱干燥法测定水分含量第2部分：用简化方法测定总水分》由国际标准化组织（ISO）于2025年10月30日正式发布，为固体回收燃料总水分的快速、简便测定提供了统一的国际标准方法。本报告系统梳理了该标准的立项背景、制定过程、核心技术内容及其与相关标准体系的关系，深入分析了标准的技术路线、方法原理及适用场景，并对标准的实施应用前景进行了展望。该标准的发布填补了固体回收燃料简化法测定总水分的国际标准空白，对于促进固体回收燃料的国际贸易、规范质量评价体系、推动替代燃料产业的健康发展具有重要意义。关键词：固体回收燃料；水分测定；烘箱干燥法；简化方法；总水分；国际标准；ISO21660Keywords:Solidrecoveredfuels;Moisturecontentdetermination;Ovendrymethod;Simplifiedmethod;Totalmoisture;Internationalstandard;ISO216601引言1.1立项背景全球气候变化议题日益紧迫，温室气体减排已成为国际社会的共同责任。在此背景下，废物能源化利用作为实现碳减排和资源循环的重要路径，受到世界各国的高度关注。固体回收燃料是从城市固体废弃物、商业废弃物及工业废弃物中经过分选、破碎、除铁、筛分等工序制备而成的替代燃料，具有热值稳定、成分可控、形态均匀等特点，广泛应用于水泥窑、燃煤电厂、热电厂等工业燃烧设施中，用以替代煤炭等化石燃料。然而，固体回收燃料作为一种非均质物料，其物理和化学性质波动较大，其中水分含量是最为关键的品质参数之一。水分含量直接影响燃料的净热值（NetCalorificValue，NCV）、燃烧稳定性、烟气排放特征以及储存运输的经济性。例如，水分含量过高的燃料在燃烧过程中需要消耗额外的热能用于水分蒸发，导致有效热值显著下降；同时，高水分还可能导致燃料在储存过程中发生生物降解、自燃等安全问题。因此，准确测定水分含量对于固体回收燃料的生产质控、贸易结算、燃烧工艺设计及环境排放评价均具有决定性意义。1.2标准体系概述在ISO/TC300（固体回收燃料技术委员会）的工作框架下，固体回收燃料的标准体系涵盖术语、规格分类、取样方法、样品制备、物理性能测试（如水分、灰分、挥发分、发热量等）、化学性能测试（如C、H、N、S、Cl等元素分析）以及生物质含量测定等多个方面。ISO21660系列标准是专门针对固体回收燃料水分测定制定的系列国际标准，其中：ISO21660-1:2020规定了用烘箱干燥法测定批次水分含量的基准方法（ReferenceMethod），该方法精度高、操作规范严格，但耗时较长，通常需要数小时至数十小时；ISO21660-2:2025则为第2部分，规定了用简化方法（SimplifiedMethod）测定总水分的操作流程和技术要求。这两部分标准相互配套：第1部分提供仲裁级精度的方法基准，适用于官方检验和争议解决；第2部分提供快速简便的日常检测方法，适用于生产过程控制和快速质量评估。简化方法的核心优势在于缩短了干燥时间、简化了操作步骤，同时保持可接受的分析精度，从而满足工业现场快速检测和大量样品筛查的实际需求。1.3目的与意义本报告旨在全面、系统地阐述ISO21660-2:2025标准的立项背景、研制过程、技术内容及应用前景，为行业管理部门、检验检测机构、生产企业及相关技术人员提供标准解读和实施指导，促进标准的推广应用，助力固体回收燃料产业的规范化、标准化和国际化发展。2标准研制过程2.1立项阶段固体回收燃料的水分测定方法标准化工作始于ISO/TC300技术委员会的长期工作规划。在ISO21660-1:2020《固体回收燃料用烘箱干燥法测定水分含量第1部分：用基准法测定批次水分》发布实施后，国际社会特别是欧洲固体回收燃料主要生产和使用国家（如德国、英国、瑞典、荷兰等）的行业用户反馈，基准方法虽然精度较高，但测试周期较长，难以满足日常质量监控和快速贸易流转的需求。为此，ISO/TC300在充分调研行业需求的基础上，于2021年正式提出制定第2部分的提案，拟建立一种基于烘箱干燥原理但经过简化的水分测定方法。立项提案经过成员国投票表决后获得通过，项目编号确定为ISO21660-2，并由德国标准化协会（DIN）承担秘书处工作，指派专家担任项目负责人（ProjectLeader），组织各成员国专家成立工作组（WG）开展标准起草工作。参与起草工作的国家包括德国、英国、瑞典、荷兰、奥地利、意大利、日本、中国等十余个ISO成员国，涵盖了固体回收燃料主要生产国、使用国和贸易国。2.2起草与讨论阶段在标准起草过程中，工作组系统收集和分析了各成员国固体回收燃料的生产工艺特点和样品特性差异。工作组注意到：不同国家和地区由于原料来源、处理工艺和气候条件的差异，固体回收燃料的水分存在形式（表面水分、吸附水分、结合水分）和含量范围存在较大差异，这给统一方法带来了技术挑战。工作组组织开展了一系列实验室间比对试验（InterlaboratoryComparison），以验证简化方法相对于基准方法的精密度和准确性。比对试验样本覆盖了不同来源、不同粒度分布和不同水分含量范围（约5%~40%）的固体回收燃料样品。试验结果表明，简化方法在严格控制干燥温度和干燥时间的前提下，与基准方法之间的偏差在可接受范围内，且重复性良好。经过多轮工作组会议讨论、技术研讨和草案修改，标准草案先后经历了委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段。各阶段草案均发送至各成员国进行投票评议，工作组对各成员国提出的意见和建议逐条进行了处理和技术论证。2.3批准与发布阶段2025年，ISO21660-2最终国际标准草案以高赞成率通过各成员国正式投票。经ISO中央秘书处最终编辑审查后，ISO21660-2:2025于2025年10月30日正式出版发布。该标准作为一项新的国际标准，将与其他ISO/TC300框架下的标准共同构成完整的固体回收燃料标准体系。2.4主要参与单位介绍本标准的制定汇聚了多个国际标准化组织和行业机构的专业技术力量，其中德国标准化协会（DIN）在标准制定过程中发挥了核心作用。德国标准化协会（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）成立于1917年，是德国全国性标准化主管机构，总部位于柏林，也是欧洲标准化委员会（CEN）和国际标准化组织（ISO）的重要成员。DIN在固体燃料标准化领域具有深厚的技术积累和丰富的标准制定经验，长期承担ISO/TC300秘书处工作以及CEN/TC343（固体回收燃料）秘书处工作，在推动固体回收燃料国际标准体系建设方面发挥着引领作用。3标准技术内容解读3.1标准适用范围ISO21660-2:2025规定了采用烘箱干燥法原理、通过简化操作流程测定固体回收燃料总水分含量的方法。该标准适用于各种来源和形态的固体回收燃料，包括但不限于：工业废弃物制备的固体回收燃料、商业废弃物制备的固体回收燃料以及经机械生物处理的城市固体废弃物制备的固体回收燃料等。标准中对样品的粒度要求、试样量等关键参数做了明确规定，以保证不同实验室之间测定结果的可比性。该标准与ISO21660-1:2020基准方法的关系为互补关系：简化方法在满足一定精密度和准确度要求的条件下，为日常快速检测提供了一种效率更高的替代方案。当存在争议或需要更高精度的结果时，应当使用基准方法进行仲裁测定。3.2方法原理本标准的测定原理基于重力分析法（GravimetricAnalysis）：将已知质量的固体回收燃料试样置于恒温干燥箱中，在规定温度下干燥至质量恒定（或规定时间），通过测定试样干燥前后的质量差来计算水分含量。固体回收燃料中的水分以不同形态存在：一是表面水分（SurfaceMoisture），即附着在颗粒表面的自由水；二是吸附水分（AdsorbedMoisture），即通过物理吸附作用结合在颗粒内部孔隙中的水分；三是部分结合水分（BoundMoisture），即以较弱化学键结合的结晶水。烘箱干燥法通过加热使水分蒸发逸出，从而测定总水分含量。对于固体回收燃料而言，干燥温度的选择需要在确保水分充分蒸发的条件下，避免样品中其他挥发性组分（如挥发性有机物）受热分解逸出而造成质量损失干扰测定结果。3.3关键技术参数（1）干燥温度：标准规定干燥温度为（105±5）℃，与ISO21660-1基准方法保持一致。该温度的选择参照了固体矿物燃料（如煤、焦炭）水分测定的国际通行做法（ISO11722等标准），既能保证水分的充分蒸发，又可最大程度减少有机物的热分解和氧化质量损失。（2）试样量：标准规定试样的最小质量应依据样品粒度大小确定，以保证试样的代表性和称量精度。试样量一般不低于300g（粒度较大时需相应增加），确保水分蒸发过程产生的质量变化能够被精确测定。对于水分含量较低的样品，可适当增加试样量以提高测定灵敏度。（3）干燥时间：这是简化方法区别于基准方法的核心参数。基准方法要求干燥至质量恒定（即连续两次称量之差不超过试样质量的0.1%），耗时一般较长（通常需要16小时以上甚至更久）。简化方法则规定了固定的最短干燥时间（通常在4~8小时范围内，具体取决于样品粒度和水分含量水平），在确保水分基本蒸发完全的前提下大幅缩短了分析周期。标准同时要求操作人员应通过试验验证所选干燥时间足以使试样达到质量恒定状态。（4）称量精度：标准规定使用精度不低于0.1g的分析天平进行称量，以保证水分含量计算的准确性。称量过程应快速完成，以避免试样在称量过程中吸湿或失水。（5）重复性限与再现性限：标准给出了简化方法的重复性限（RepeatabilityLimit，r）和再现性限（ReproducibilityLimit，R）参考值。实验室间比对试验数据显示，在水分含量为10%~40%的范围内，重复性限约为0.3%~0.8%（绝对值），再现性限约为0.8%~2.0%（绝对值），具体数值与水分含量水平相关。3.4试验步骤标准规定的试验操作流程主要包括以下步骤：-第一步：样品接收与记录。接收实验室样品，记录样品来源、编号、接收日期及外观状态等信息。样品应密封保存于防潮容器中，并在规定时间内完成测定。-第二步：样品制备。按照ISO21660系列标准中关于样品制备的要求，将实验室样品进行缩分和粒度调整，获得符合测定要求的试验样品。如需对样品进行破碎，应尽量减少水分损失，操作应迅速。-第三步：称量皿准备。将洁净的称量皿（或称量盘、铝箔托盘等）置于干燥箱中干燥至质量恒定，然后在干燥器中冷却至室温，称量并记录质量（m₀）。-第四步：试样称量。将制备好的试验样品放入称量皿中，均匀铺开，尽可能使其厚度均匀以保证干燥过程充分。迅速称量并记录称量皿加试样的总质量（m₁），由m₁-m₀计算试样质量（m_s）。-第五步：干燥。将装有试样的称量皿放入已预热至（105±5）℃的干燥箱中，确保干燥箱内空气流通良好。关闭箱门，开始计时。在规定的干燥时间结束后，取出称量皿，置于干燥器中冷却至室温。-第六步：冷却与称量。试样在干燥器中冷却至室温后，迅速称量并记录质量（m₂）。称量时应避免试样吸潮。-第七步：计算。按照公式计算水分含量：*M=(m₁-m₂)/(m₁-m₀)×100%*，其中M为总水分含量（质量分数），结果以百分数表示，保留一位小数。3.5质量保证与控制标准对实验室质量控制提出了明确要求：实验室应定期使用有证标准物质（CertifiedReferenceMaterial，CRM）或内部质控样品验证测定结果的准确性；应参加能力验证计划（ProficiencyTesting）以评估实验室的检测能力；应定期对干燥箱温度进行校准核查，确保温度均匀性和稳定性符合要求。值得注意的是，标准中也给出了方法局限性说明。固体回收燃料中若含有较多的挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds，VOCs），在105℃干燥条件下部分挥发性有机物可能随水分一同逸出，导致水分测定结果偏高。对于此类特殊样品，应谨慎使用烘箱干燥法，必要时可采用其他方法（如共沸蒸馏法、卡尔·费休滴定法等）进行验证比对。4标准应用与展望4.1应用领域与场景ISO21660-2:2025的发布为固体回收燃料行业提供了一种兼顾精度与效率的水分测定标准化方法，其应用场景广泛：（1）生产过程质量控制：固体回收燃料生产企业在生产线日常质量控制中需要对产品水分进行频繁检测，以调整干燥工艺参数、优化生产运行。简化方法分析周期短、操作便捷，非常适合生产现场的快速检测需求，有助于企业实现实时质量控制。（2）贸易结算与产品验收：固体回收燃料作为一种商品化燃料，在交易过程中供需双方需要依据水分含量等质量参数进行计价和验收。简化方法为贸易双方提供了一种快速、经济的水分测定手段，有助于提高交易效率、降低检验成本。当对测定结果有争议时，可依据ISO21660-1基准方法进行仲裁检验。（3）燃烧利用与排放管理：燃烧设施运行单位在接收固体回收燃料时，需要了解燃料的水分含量以调整燃烧工况和热力系统参数。准确的入炉燃料水分数据有助于优化燃烧效率、降低辅助燃料消耗、减少污染物排放。（4）国际标准协调与互认：该标准作为ISO国际标准，其发布为各国在固体回收燃料贸易中的质量检验提供了统一的技术依据，有助于消除技术性贸易壁垒，促进固体回收燃料在国际市场上的流通。4.2标准实施建议为促进该标准在行业中的有效实施，提出以下建议：-加强标准培训与宣贯：相关行业协会、标准化技术机构应组织开展标准培训活动，帮助检验检测人员全面理解标准的技术要求和操作要点，提高检测技能和水平。-完善实验室质量管理体系：检验检测机构应结合ISO/IEC17025实验室认可规范要求，将ISO21660-2:2025纳入实验室方法管理体系，建立方法验证、不确定度评估和质量控制程序。-积累数据与经验反馈：在标准实施过程中，各利益相关方应注意收集方法应用数据，特别是不同类型样品的水分测定结果，为标准的后续修订和完善提供数据支持。-开展标准化科研协作：鼓励科研机构和企业针对固体回收燃料水分测定的热点难点问题（如高挥发分样品的方法适用性、新型干燥技术研究等）开展联合研究，推动检测技术持续进步。4.3发展趋势与展望随着全球循环经济理念的深入推进和碳达峰、碳中和目标的提出，固体回收燃料的全球市场规模将持续增长，其标准化需求也将不断提升。从技术发展趋势看，水分检测技术正在向快速化、在线化、智能化方向演进。近红外光谱（NIR）、微波共振、低场