工业企业清洁生产审核物料平衡技术导则DB11／T 1346-2016.pdf

DB11/T 1346 2016 I ICS 13.020.01 Z04 备案号：北 京 市 地 方 标 准 DB11/T 1346-2016工业企业清洁生产审核物料平衡技术导则 Technical guidelines for material balance of cleaner production audit in industrial enterprises 2016-08-10发布 2016-12-01 实施 北京市质量技术监督局 发布 DB11/T 1346 2016 II 目 次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 一般原则.2 5 程序步骤.3 6 制定物料平衡实测计划.3 7 实测与衡算.5 8 判断、确认物料平衡关系.5 9 计算并评估物质利用效率.6 10 分析问题产生原因.7 11 延伸应用.8 附录 A（规范性附录）工艺过程输入输出物料图.9 附录 B（规范性附录）质量平衡方程及其表达形式.10 附录 C（资料性附录）对象物质选取及实测计划框架（示例）.12 附录 D（规范性附录）物料成分利用效率的表达形式与分类.14 参考文献.15 DB11/T 1346 2016 III 前 言 本标准 按照 GB/T 1.1 2009给 出的规则 起草。本标准 由北京市经济 和 信息化委员会提 出并 归口。本标准 由北京市经济 和 信息化委员会组织 实 施。本标准 起草单位：北京节能环保中心、北京 工 商大学。本标准 主要起草人：李晓丹、李汉 平、李旭、汪苹、于承迎、董黎明、张艳萍、刘曼。DB11/T 1346 2016 1 工业企业清洁生产审核物料平衡技术导则 1 范围 本标准规定 了 工 业企业清洁 生产 审核活动中有 关物料平衡的一般原则、程序步骤、实测计划的制定、实测与衡算、判断与确认、计算并评估物质利用效率、分析问题产生原因及其延伸应用。本标准 适 用 于 工 业企业清洁 生产 审核活动。2 规范性引用文件 下列 文件对 于 本文件的应用 是必不可少 的。凡是注日期 的引用文件，仅注日期 的 版 本 适 用 于 本文件。凡是不注日期 的引用文件，其 最新版 本（包括所有 的 修改单）适 用 于 本文件。GB/T 12452 企业水 平衡测 试通 则 GB/T 25973 工 业企业清洁 生产 审核 技 术 导 则 3 术语和定义 GB/T 12452 和 GB/T 25973 中 确 立 的 以 及 下列 术语和定义 适 用 于 本文件。3.1 系统 system 物料平衡 所 选取的生产过程 某 一 特 定工艺 流 程的 空间 范围。注：可 指 工艺 流 程的 某 一 单 元操作、若干 单 元操作 的 组 合、审核 重点整体等。3.2 输入物料 input of material 进 入系 统 的 各种 物质。3.3 输出物料 output of material 离开 系 统 的 各种 物质。3.4 目标产物 target output of processing 针 对 某 一 特 定系 统而 言，符合该 系 统 工艺 基 本 目 的、功 能 及 要 求 的输出物料。注：目 标产物 包括 以 产 品（副 产 品）、中 间 产 品、中 间 产物、半 成 品等 形式输出的 相 关物质。3.5 工艺残余物 relict output from processing 系 统 输出物料 中不 属 于 目 标产物的 各种 物质。DB11/T 1346 2016 2 注：包括 除目 标产物 之外以气、液、固等 形 态从 系 统 输出的 各种 物质；工艺 残余 物 是 系 统 工艺步骤产生并 排 出其 外 的 传统俗称 的“废气、废 水、固废”等 物质；在 清洁 生产 审核 报告 中可 直接以某 一 单 元操作 的“废气、废水、固废”等进行命名 及 相 关 描述。3.6 物料平衡 material balance 系 统 输入物料、输出物料及其 内部 物料 之间在 物质 总 质量、成分质量、元素 质量 等 方 面 所 遵循 的质量 守恒 规 律 及其 相互之间 的对应量 化 关系。注：物料平衡的本质 是有 关物质 之间 所 存在 的质量平衡关系。物料平衡的 基 本类 型 包括：物质 总 质量平衡；成分（或 组 分）质量平衡，又 分 为 单 成分（或 组 分）质量平衡、多 成分（或 组 分）质量平衡、全 成分（或 组 分）质量平衡；元素 质量平衡，又 分 为 单 元素 质量平衡、多元素 质量平衡、全元素 质量平衡 等。3.7 物料衡算 calculation of material balance 按照审核 需 要，针 对选定系 统，根据 质量 守恒 定 律进行 的 有 关物质输入输出质量关系的计算。注：通 过物料衡算，可 掌握 了 解进 入系 统 的 有 关物质（物料 整体、组 成成分、构 成 元素）质量与 离开 系 统 的 相 关物 质（物料 整体、组 成成分、构 成 元素）质量 之间 所 存在 的量 化 关系。3.8 平衡对象物质 object substance of material balance 以 下 简称 对象物质，为 了 满足追 踪 评估物质利用效率、排 查 分析工艺 残余 物产生原因、寻找 并确定 可 行 的 清洁 生产方 案 等 审核 目 的，针 对选定系 统需 要 建 立 其输入输出质量平衡关系的 特 定物质类 别 及其 具 体名称。注：对象物质 可 以 是 物料 整体、物料 中 的 某 一成分 或某 些 成分、物料 中 的 某 一 元素或某 些 元素。若 对象物质 为 物料整体，需 建 立 物料的 总 质量平衡关系；若 对象物质 为 物料 中 的 某 一 或某 些 成分（也 可 称为 靶 成分），需 建 立该 成分的质量平衡关系；若 对象物质 为 物料 中 的 某 一 或某 些 元素（也 可 称为 靶 元素），需 建 立该元素 的质量平衡 关系。4 一般原则 4.1 客观性与真实性 应 以 客观 的 信息 和 真 实 有 效的 数 据为基 础。4.2 科学性与合理性 应 符合 物质 运 动 规 律、质量 守恒 定 律、质量平衡原 理 及物料衡算 相 关 公允 方 法 等。4.3 代表性与典型性 应 能 够反映 通 常情况 下所 选定系 统 的物质 运 动 性 状 及其物质利用效率 水 平。4.4 目的性与效用性 对选定系 统，其物料平衡关系应 满足 但 不 限 于 以 下 目 的：掌握 工艺 残余 物产生 源、性 状 及其量 化 特 征；查 明 工艺 残余 物产生原因；寻找 并确定 可 行 的 清洁 生产方 案 等。DB11/T 1346 2016 3 平衡关系成 立 平衡关系 不 成 立 对选定系 统，物料平衡关系应 满足 但 不 限 于 以 下 用 途：量 化 掌握 系 统 的输入输出物质质量平衡关系及其性 状 特 征；评估生产过程效率 状况（如 资 源 的利用效率、消耗强度 与 负荷）；评估工艺 残余 物产生性 状（如 工艺 残余 物产生 强度 与 负荷）；系 统排 查 工艺 残余 物产生的 具 体 原因；评估判断工艺 残余 物产生量的 削减潜力 与 机 会 等。5 程序步骤 物料平衡 相 关程序 包括 以 下 五个 步骤，各 步骤 如 图 1所 示，图 中 虚线 以 下是 物料平衡 有 关 结果 的延 伸应用。图 1 物料平衡程序步骤示意图 6 制定物料平衡实测计划 6.1 步骤要 点 6.1.1 针 对选定的生产过程，应 按照 附录 A先 标出其 每 一 单 元操作 步骤的 功 能 名称 及其 所有 物料 名称、输入输出 状况，再 根据 其 在 工艺 流 程 中 的 先后次 序 将 所有单 元操作进行 连 接 并标 明 输入输出物料 之间 的相互 关系，得到 其工艺 流 程输入输出物料图。6.1.2 应 妥善 选 择、合 理 确定 适 宜 的对象物质。在根据 生产过程工艺 流 程及其 特 性选 择 确定 适 宜 的对象物质 时，应 满足 但 不 限 于环 境管理 要 求、生产 经 营管理 关 注 等 方 面 的 相 关 具 体 要 求。计算并评估物质利用效率 分析问题产生原因 制定物料平衡实测计划 开 展 相 关延伸应用 实测与衡算 判断、确认 物料平衡关系 DB11/T 1346 2016 4 6.1.3 应 根据 生产过程工艺 流 程及对象物质的 特 性，判断并确定 将 要 建 立 的物料平衡关系的 具 体 类 型及其表达形式，见 附录 B。6.1.4 应 预先识别、判 明 将 要 建 立 的物料平衡 具 体 类 型、表达形式的 适 用 情 形，其 适 用 情 形 包括 但 不限 于：物料 总 质量平衡关系一般 适 合 于 成分利用效率 相等 这 种特 殊情 形 下 物质利用效率的计算与评估、工艺 残余 物产生原因的分析 排 查 等；针 对 现 实 中 常见 的成分利用效率 不 等 的工艺过程（如 所有 的分 离 工艺过程、所有 的 化学 反 应过 程及生 化 反 应过程 等），通 常无法且无须建 立 所有 成分 或元素 的质量平衡关系，一般 只 能 选 择 某 个 或某 些 特 定的成分 或元素作为 对象物质并 建 立 其质量平衡关系，才 能有 效 地 表 征 并评估其利用效率并分析与 之相 关的工艺 残余 物产生原因 等。6.1.5 应 根据 环 境管理 要 求、经济 价值高低 对 比 以 及工艺 流 程的物质 运 动 基 本 特 性 等 方 面 的因 素进行综 合 权 衡考 虑，按照 本标准 6.2、6.3及 6.4节 等 有 关规定选 择 并确定 适 宜 的对象物质。6.1.6 在进行 实测 之 前，应制定 能 够建 立 对象物质输入输出质量平衡关系的 完备 实测计划。6.1.7 对象物质的选取与实测计划框架参 见 附录 C的示例。6.1.8 在 实测前，应 根据 物料平衡计划 做好 所有 的 相 关准 备 工 作。6.2 无化 学 反应 工艺 过 程的对象物质 选取 6.2.1 若 工艺过程的 各 个 成分利用效率 相 同，可 选 择任 何 一 种 最 容易检 测计量的物质 种 类（通 常 是 物料 总 质量，也 可 以 是 其 中 某 一成分质量 或某 一 元素 质量）作为 审核 追 踪 的对象物质。注：对 某 一工艺过程 而 言，各 个 成分利用效率 相 同 是 指 任 意两 种 成分（如 a和 b）进 入 目 标产物 中 的质量 占 其 各 自 输入 总 质量 之 比 相等（Ua Ub），见 附录 D；或 任 意两 种 成分（如 a和 b）进 入 所有 残余 物 汇 总 物 中 的质量 占 其 各 自 输入 总 质量 之 比 相等（Fa Fb），见 附录 D。6.2.2 若 工艺过程的成分利用效率 不 同，应 根据 环 境管理 要 求（如 重 金 属元素或 其 他 有 毒 有 害 元素、有 毒 有 害 成分 等）、经济 因 素（如 成本 高、价值高 等）等 综 合 考 虑、选 择 并确定 合 适 的对象物质。注：对 某 一工艺过程 而 言，成分利用效率 不 同 是 指 任 意两 种 成分（如 a和 b）进 入 目 标产物的质量 占 其 各 自 输入 总 质量 之 比 不 相等（Ua Ub），见 附录 D；或 任 意两 种 成分（如 a和 b）进 入 所有 残余 物 汇 总 物 中 的质量 占 其 各 自 输入 总 质量 之 比 不 相等（Fa Fb），见 附录 D。现 实 中，绝 大 多 数 工艺过程 属 于 此 类 情 形。6.3 化 学 反应 工艺 过 程的对象物质 选取 6.3.1 当 反 应物成分、反 应产物成分 属 于环 境管理 要 求 的 有 关对象（如 有 毒 有 害 成分 等）、生产 经 营管理 关 注 的 相 关对象（如 成本 高、价值高 等 成分）等 情况时，应 将这些反 应物、反 应产物 等 成分选定 为审核 追 踪 的对象物质。6.3.2 根据 环 境管理 要 求（如 重 金 属元素或 其 他 有 毒 有 害 元素、有 毒 有 害 成分 等）或 生产 经 营管理 关 注 的 经济 因 素（如 成本 高、价值高 等 成分 或元素）等 方 面 综 合 考 虑，当 需 要 将 重 金 属、贵金 属等元素或其 他 有 关 元素、不 参与 化学 反 应的 惰 性物质成分选 择 确定 为 审核 追 踪 的对象物质 时，应 按 本标准 6.2.2的规定 执 行。6.4 某些特 定 情形下 的对象物质 选取 6.4.1 对 于 强 制 审核企业，应 将强 制 审核 原因 所 涉 及的物质成分 或元素作为 对象物质，对 于 其 他 企业，应 按照 该 企业环 评文件、适 用 排 放 标准及 排 污许 可 证 等 有 关规定并 结 合 其 所 属行 业 类 型 及生产工艺 特点，合 理 选 择 确定其生产过程 中 的 特 征 污染 因 子，并 将 该特 征 污染 因 子 的 来 源 物质（成分 或元素）作为对象物质。DB11/T 1346 2016 5 6.4.2 凡是 涉 及 重 金 属 的生产 企业，应 将 有 关 重 金 属元素 列 为 审核 追 踪 的对象物质。6.4.3 对 使 用、产生并 排 放 其 他 有 毒 有 害 物质 或重点 污染 物 排 放 量 大 的工艺过程，首 先 应 将 有 毒 有 害物质成分 或重点 污染 物的 来 源 物质（成分 或 组 分）作为 对象物质。6.4.4 水 平衡参 照 GB/T 12452的 有 关规定 进行。7 实测与衡算 7.1 实测要 点 7.1.1 应 在 正 常运 行 工 况 下 进行。7.1.2 所 采 用的方 法 应 符合相 关标准与规范。7.1.3 使 用的 仪器仪 表应准确 可 靠，且 在合 格 有 效 期 内。7.1.4 实测 点 位 设置 应 满足 物料衡算的 要 求，有组织 的 主要 物料应准确实测。对 于 因工艺 条 件 所 限无法 实测 或 实测 不 准的物质（如无 组织 排 出的 残余 物），应 根据 质量 守恒 定 律，当 满足 质量平衡计算 所 需 的 基 本前 提 及 相 关 条 件 时，可 采 用物料衡算方 法 计算 得到 对象物质的 相 关质量（质量 流 率）等 数 据。7.1.5 对 周 期 性（间 歇）生产的工艺过程，应 按 正 常 一 个 生产 周 期 1)逐批 进行 实测，一般 情况 下 至 少 实测 三 个 周 期。7.1.6 对 于 连 续 生产的工艺过程，应 逐班 连 续 实测 72小 时 或 更长周 期。7.1.7 输入物料、输出物料的实测应 同 步，应 在 同 一生产 周 期 内 完 成 相 应的输入物料和输出物料的实测。7.1.8 边 实测 边记 录，应及 时 记 录原 始 数 据，并 记 录实测 时 的工艺 条 件（如 温 度、压 力、密 度 等）。7.1.9 数 据 单位 应 换 算成 统 一的质量 单位，并 注 意 与生产 报 表及 年、月 统 计表 之间 的 可 比 性。7.2 衡算要 点 7.2.1 有组织 的 主要 物料 通 常 应 根据 实测 结果 计算 得到 对象物质的质量 或 质量 流 率。7.2.2 因工艺 条 件 所 限无法 实测 或 实测 不 准的物质（如无 组织 排 出的工艺 残余 物），则应 根据 质量 守 恒 定 律 按照 物料衡算方 法，进行 输入输出物料计算，得到 对象物质的质量 或 质量 流 率。7.2.3 应 将 物料实测、平衡计算 结果 按单 元操作 工艺 流 程及 审核 重点整体 分 别 编 制对象物质的输入输出表、输入输出图，并对 该 对象物质质量平衡关系 是 否 成 立进行 分析，并 做 出 明 确的判断。8 判断、确认 物料平衡 关 系 8.1 步骤要 点 8.1.1 应 根据 质量平衡原 理、对象物质 特 性、物料实测 数 据 及输入输出质量衡算 结果，判断确定其输入输出质量平衡关系 是 否 建 立。8.1.2 若 对象物质的输入输出质量平衡关系 不 成 立，应 找到 并 根据 其 具 体 原因（如 物料 漏项、测量 误 差 过 大 等）再 进行重 测 或 补 测，直 至 对象物质的输入输出质量平衡关系 得 以 建 立。8.2 判别依据 8.2.1 对象物质 若 不 属 于化学 反 应过程的 反 应物、反 应产物 等 成分，当 其 满足 下列 条 件 时，便 可 认 为 该 对象物质输入输出质量平衡关系 已 经 建 立，方 能 用 于 后 续 步骤。1)每次 从 系 统 的 配 料 投 入 到 目 标产物输出 为 一 个 生产 周 期。DB11/T 1346 2016 6 对象物质的输入质量与输出质量（若 有，还 应 包括 系 统内部 增 量）之间 的 相 对 偏差 5%；对象物质 若属 于有 毒 成分、高价值 物料（如 贵金 属）等，该 对象物质的输入质量与输出质量（若有，还 应 包括 系 统内部 增 量）之间 的 相 对 偏差 则应 满足 其 所 在行 业 的 相 关 要 求。8.2.2 对象物质 若属 于化学 反 应过程的 反 应物、反 应产物 等 成分，当 其 满足 下列 条 件 时，便 可 认 为该对象物质输入输出质量平衡关系 已 经 建 立，方 能 用 于 后 续 步骤。对象物质的输入质量及生成质量 之 和与输出质量及 消耗 质量（若 有，还 应 包括 系 统内部 增 量）之 和 这 两者 之间 的 相 对 偏差 5%；对象物质 若属 于有 毒 成分、高价值 成分 等，该 对象物质的输入质量及生成质量 之 和与输出质量 及 消耗 质量（若 有，应 包括 系 统内部 增 量）之 和 这 两者 之间 的 相 对 偏差 则应 满足 其 所 在行 业 的 相 关 要 求。9 计算 并评估 物质 利 用效 率 9.1 无化 学 反应 工艺 过 程物质 利 用效 率 的表 达、计算与 评估 9.1.1 当 工艺过程的 各 个 成分利用效率 相 同时，利用 已 确认成 立 的质量平衡关系，可按 公 式（1）计算得到 对象物质的利用效率，该 对象物质的利用效率与其 他 任 一成分物质利用效率 互为相等。%mmU 10012=（1）式 中：U 对象物质的利用率，%；2m 进 入 目 标产物的 该 对象物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；1m 输入的 该 对象物质 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。然 后 按 公 式（2）、公 式（3）计算，便 能 分 别得到 该 对象物质的 总流 失 率 以 及 通 过 气、液、固等 不同 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率，应对 这些结果 进行 充 分 恰当 的评估；再 利用 这些 量 化 线 索 进 一步 地 追 踪 分析、排 查 确定 残余 物的产生原因。%mmL 10013=（2）式 中：L 对象物质的 总流 失 率，%；3m所有 残余 物 中 的 该 对象物质 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；1m 输入的 该 对象物质 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。%mmLjj10013=（3）式 中：DB11/T 1346 2016 7 jL 对象物质分 别 通 过 气、液、固等 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率，%；jm3 气、液、固等残余 物 中 的 该 对象物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；1m 输入的 该 对象物质 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。9.1.2 当 工艺过程的成分利用效率 不 同时，若 对象物质 为 成分 且 进 入 目 标产物 流，利用 已 确认成 立 的该 成分质量平衡关系，可按 公 式（1）计算 得到 该 成分的利用效率；再 按 公 式（2）、公 式（3）计算，便 可 分 别得到 该 成分的 总流 失 率 以 及 通 过 气、液、固等 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率，应对 这些结果 进行 充分 恰当 的评估；再 利用 这些 量 化 线 索 进 一步 地 追 踪 分析、排 查 确定 残余 物产生原因。9.1.3 当 工艺过程的成分利用效率 不 同时，若 对象物质 为 不 进 入 目 标产物的成分，可 利用 已 确认成 立 的 该 成分质量平衡关系，按 公 式（4）计算 得到 该 成分 消耗负荷，可 作为 表示其利用效率的 指 标 之 一。98mmS=（4）式 中：S 对象成分的 消耗负荷，单位 为 千克 每 千克（kg/kg）,即 常 用的 吨 每 吨（t/t）；8m 输入的 该 成分 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；9m 目 标产物的物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。然 后 按 公 式（5）计算，便 能 得到 该 成分 通 过 气、液、固等 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率，应对 这些结果 进行 充 分 恰当 的评估；再 利用 这些 量 化 线 索 进 一步 地 追 踪 分析、排 查 确定 残余 物产生原因。%mmLjj10087=（5）式 中：jL 该 成分分 别 经由 气、液、固等 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率，%；jm7 气、液、固等 形 态残余 物 中 的 该 成分量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；8m 输入的 该 成分 总 量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。9.2 化 学 反应 工艺 过 程物质 利 用效 率 的表 达、计算与 评估 9.2.1 当 对象物质 为 反 应物、反 应产物 等 成分 时，应利用 已 确认成 立 的成分质量平衡关系，再 分 别 以 其 所 在行 业 使 用的 转 化 率、收 率、得 率 等 工艺 特 征 指 标 来 衡量 这些 对象物质的利用效率 状况。9.2.2 当 对象物质 不 属 于 反 应物、反 应产物 等 成分 时，应利用 已 确认成 立 的对象物质质量平衡关系，再 按照 本标准 9.1节 的 有 关规定 进行该 对象物质利用效率的表达与计算、评估及 追 踪 分析。10 分析问题 产生原 因 10.1 步骤要 点 DB11/T 1346 2016 8 应 充 分利用 已获 得 的对象物质质量平衡关系、其利用效率、其 总流 失 率 以 及 通 过 气-液-固等 形 态残余 物 途 径 的 流 失 率 等 实 际 水 平及其 状况 的评估分析，结 合 企业 及选定系 统 的 现 场 情况，根据 这些 量 化 线 索，针 对 已 经明 确的资 源 能 源消耗高、物质利用效率 低、物料 流 失 率 高、残余 物产生 负荷 大 等 每 一 个现象和问题，进 一步 地 量 化 追 踪 分析、排 查 确定 导 致上 述 现 象及问题产生、形成的 具 体 原因。10.2 分析排查、明确有关现 象 及问题 的 具体 产生原 因 应 依 据 量 化 结果 所 蕴 含 的 信息 线 索，结 合 企业 及选定系 统等 现 场 实 际 情况 逐 一 排 查、分析并确定 导 致 物 耗高、效率 低、流 失 多、产 污 重等 现 象及问题的 下列 方 面 的 具 体 原因：工艺 技 术；设 备 装 备；过程 控 制；原 材 料与 能 源；目 标产物；工艺 残余 物；人员 状况；管理状况。11 延伸应 用 11.1 应 用 环节 以 上 物料平衡 相 关 结果 可 用 于 但 不 限 于：方 案 的产生、可 行 性分析（如 中 高 费 备 选方 案 环 境 及 财务等 方 面 可 行 性的分析评估）、方 案 的实 施（如 选定系 统 范围 内 可 行 中 高 费 方 案 实 施 后 的 绩 效 核 算）等 环 节。11.2 应 用 情形 11.2.1 应 根据针 对 每个 已 经明 确的 有 关 现 象及问题产生、形成原因 之 分析 排 查结 论，相 应 提 出一系 列 配 套 的 清洁 生产 备 选方 案。11.2.2 在 选定系 统内 产生的 中 高 费 备 选方 案 进行 可 行 性分析 论 证 时，可 将 物料平衡 结果 作为 环 境 评估 及 财务 评估的 背景 值。11.2.3 对 于 系 统 输入输出物料 全 成分质量平衡关系 得 以 建 立 的 情 形，可 充 分利用物料平衡 结果 针 对 残余 物成分形成的 价值 损 失 进行 计算及评估分析。11.2.4 对 于 系 统 输入输出物料 全 成分质量平衡关系 得 以 建 立 的 情 形，可 利用物料平衡 结果 进行 物质 流成本、价值 及其利用效率的计算与评估分析。DB11/T 1346 2016 9 附 录 A（规范性 附录）工艺 过 程输入输出物料图 A.1 单元操作 工艺 过 程物料输入输出 以 物质 流 向箭头 表示工艺过程物料的输入与输出，根据 实 际 情况 应标出输入输出物料的 种 类与 名称、质量 或 质量 速 率、成分 或元素 的质量 数 或 质量分 数 等相 关 信息。某 一 单 元操作 工艺过程 所有 输入输出物料的 种 类、总 质量（成分 或元素 的质量分 数）等 物质 流 分析与评估 所 需 的 基 本 要 素（示例）如 图 A.1所 示。说 明：mn由 上 一工艺过程输入的物质 流(n)的质量；mp 输出 至 下 一工艺过程的物质 流(p)的质量；mk 输入的物质 流(k)的质量；mq 从 本过程 回 收 后再 回 用的物质 流(q)的质量；mg 产生的 气态残余 物(g)的质量；ml 产生的 液态残余 物(l)的质量；ms 产生的 固态残余 物(s)的质量；mh 本过程 回 收 的 残余 物(h)的质量；m 工艺过程 中 间 累积 物质()的质量 增 加 量 或 减 少 量（若 发 生的 话）；t b aj j j、分 别 表示 上 述各 个 物质 流 中 的成分(a、b、t等，若 有 的 话)或元素(a、b、t等，若 有 的 话)的质量分 数。图 A.1 单元操作 工艺输入输出物料图 mp(.,tpbpapj j j)mn(.,tnbnanj j j)mh(.,thbhahj j j)ms(.,tsbsasj j j)ml(.,tlblalj j j)mg(.,tgbgagj j j)mq(.,tqbqaqj j j)单 元操作 工艺过程,.).,(mt b aD D D Dj j j mk(.,tkbkakj j j)DB11/T 1346 2016 10 附 录 B（规范性 附录）质量平衡方程 及其 表 达形式 B.1 化 学 反应 物与 反应 产物的质量平衡 关 系 对 于化学 反 应过程 中 的 反 应物成分、反 应产物成分 而 言，其 任 一成分(R)在某 一 时 段(t)内 的质量平衡关系用方程(B1)表示。Dm m m m mE U G I+=+（B1）式 中：Im 输入系 统 的成分(R)量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；Gm 反 应生成的成分(R)量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；Um 系 统 输出的成分(R)量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；Em 反 应 消耗 的成分(R)量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；Dm 系 统 积累 的成分(R)量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。当 系 统 累积 量 不 变（即 0=Dm，如 输入输出质量 流 率 不 变 且 相等 的 稳 态 定 常 过程），该 成分(R)在某 一 时 段(t)内 的质量平衡用方程(B2)表示。E U G Im m m m+=+（B2）式 中 符 号 同 上 式(B1)。B.2 其他 物质的质量平衡 关 系 对 于 其 他 的 有 关物质 而 言 包括：非 核 反 应物 理 过程的 全部 物质质量 之 和（即 总 质量）、任 一成分（或 组 分）质量、任 一 元素（如 重 金 属元素、贵金 属元素等）质量；化学 反 应过程的 全部 物质质量 之 和（即 总 质量）、任 一 元素（如 重 金 属元素、贵金 属元素等）质量、任 一 惰 性物质成分（如 溶媒、惰 性保 护 气体等）质量 等，这些 物质的质量(m)在某 一 时 段(t)内 的平衡关系用方程(B3)表示。Dm m mU I+=（B3）式 中：Im 输入系 统 的物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；Um 系 统 输出的物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）；DB11/T 1346 2016 11 Dm 系 统 积累 的物质量，单位 为 千克（kg）或 千克 每 秒（kg/s）。当 系 统 累积 量 不 变（即 0=Dm，如 输入输出质量 流 率 不 变 且 相等 的 稳 态 定 常 过程），上 述 物质质 量(m)在某 一 时 段(t)内 的平衡关系用方程(B4)表示。U Im m=（B4）式 中 符 号 同 上 式(B3)。DB11/T 1346 2016 12 附 录 C（资 料性 附录）对象物质 选取及 实测计划 框架（示 例）C.1 背景 某 企业 确定的 审核 重点之 一 是 其 硫磺回 收 车 间，其 主要 工艺 为：对 上 一 车 间 来 的 含硫 化 氢（H2S）气体 物料，先 利用 催 化 氧 化 反 应生成 单 质 硫（S），再 通 过 除 尘 器 回 收 S，然 后 包 装 入 库待售，除 尘 器 尾 气 送 入 燃烧炉、同时 通 入 瓦斯燃烧 后 经 烟囱 排 放。其工艺输入输出物料 流 程 如 图 C.1所 示。图 C.1 硫磺回收车间 输入输出物料工艺 流 程示意图 C.2 问题 与 思路 该 审核 重点面 临 的 主要 问题 是 燃烧炉烟 气 中 二氧 化 硫（SO2）排 放 量 明 显 高 于 本 行 业 同 类 装 置。在 审核 工 作 中，若 仅 建 立 了 硫磺回 收 车 间全部 输入输出物料的 总 质量平衡关系（即使 是 针 对 整 个 流程 建 立 了 全部 输入物料与输出物料的 总 质量平衡关系）而 没 有 建 立 硫 元素 及其 相 关成分质量平衡关系的 话，只 能 在 形式 上获 知 废 弃 物（烟 气 及其 SO2）形成 于 何 处，但无法 对其形成的原因 作 出 清 晰 判断。对 于 SO2排 放 量 较 高这 一 现 象 而 言，燃烧 过程并 不是导 致 该 问题的 主要环节。决 定 烟 气 中 SO2排 放 量的 相 关 环节 及其 贡 献物质 等 因 素 包括：气体 物料 中 除 H2S外 的其 他 含硫 物质（相 关 组 分及其质量）、催 化 氧化 过程 剩 余 的 H2S质量（与 催 化 氧 化 过程的 反 应 转 化 率 密 切 相 关）、捕集 过程 未捕集 到 的 S质量（与 除 尘 器 运 行 的实 际 捕集 率 密 切 相 关）、瓦斯 气体 中 的 硫 化 物（相 关 组 分及其质量）等。由 上 可 知，针 对 硫磺回 收 车 间若 仅仅是 建 立 了所有 输入输出物料 总 质量平衡关系的 话，必 然 就缺 少可 用 于 排 查 分析、明 确判断 导 致上 述 现 象与问题的 具 体 产生原因 所必 需 的关 键 信息 和 依 据，也 就难 以 做到 产生 针 对性 强 的 清洁 生产方 案 了。综 上，若 仅 建 立 了所有 输入输出物料的 总 质量平衡关系，对 揭 示 导 致 形成 上 述 现 象和问题的 相 关 环节 及 具 体 原因 提 供 不了所 需 的 支持 与 帮助，这将 造 成 两 方 面 恶 果：一 是 造 成 了人 力 物 力 财 力 的 有 形 浪费，更 重 要 的 是不可能有 效 发挥 清洁 生产 审核 的 功 能 效用和取 得 本 可 以 实 现 的 绩 效 潜力。审核 基 本 思路 是 利用物料平衡关系量 化 掌握：气体 物料 中 的 H2S质量及其 硫 分 占 物料 总 硫 分 之 比、催 化 氧 化 过程的实 际 反 应 转 化 率 以 及 未 转 化 的 H2S质量、捕集 过程的实 际 去 除 率 以 及 未捕集 到 的 S质 量、瓦斯 气体 含硫 量 等 因 素 的实 际 水 平 状 态 并 进行 评估；据 此 才 能 判断 导 致上 述 现 象和问题的 真 正 贡 献催 化 氧 化 捕集 包 装袋 包 装 燃烧 瓦斯 空气 袋装硫磺 烟 气 含 H2S气体 物料DB11/T 1346 2016 13 因 素 及其分 布 状况，然 后再 根据 企业 及 审核 重点 现 场 实 际 情况 进 一步分析 造 成 上 述 现 象及问题产生的 具 体 原因。C.3 对象物质 选取及 实测计划 框架 根据 上 述内 容，便 可 整 理 拟 出 硫磺回 收 车 间 物料平衡的对象物质及实测计划框架，如 表 C.1所 示。表 C.1 硫磺回收车间 物料平衡的对象物质 及 实测计划 框架 物料及过程 对象物质 评估 指 标示例 需 依 据 的参 数 需 实测的参 数（含 物料衡算 所 得 的参 数）含 H2S气 体 物料 H2S 总 硫 分 H2S质量及其 硫 分 占 物料 总 硫 分 之 比 H2S质量、物料 总 硫 分量 输入 流 量（温 度、压 力、组 分 等）、总 硫 分及 H2S等 含 量 催 化 氧 化 过程 H2S S 反 应 转 化 率 消耗 的 H2S质量、生成的 S质量 目 标产物的 流 量（温 度、压 力、组 分 等）及 H2S含 量；根据 氧 化 反 应式 进行 衡算，可 得到反 应生成的 S质量 捕集 过程 S 除 尘 器 对 S的 捕集 率（去 除 率）生成的 S质量、捕集 得到 的 S质 量 根据 氧 化 反 应式衡算 所 得到 的 S生成质量，除 尘 器 捕 集 得到 的 S质量（或以 同 步 统 计 得到 的产 品 硫磺 绝 干 量及 包 装 过程 损 失 量实测 值 两者 之 和 代替 之）瓦斯 气体 总 硫 分 瓦斯 气体 中 硫 分 质量 占 进 入 燃烧 炉 的 总 硫 量 之 比 总 硫 分量 输入 流 量（温 度、压 力、组 分 等）、总 硫 分 含 量 等 根据 物料平衡的对象物质、实测计划框架及其 后 续 详尽 的 完备 实测计划，通 过实测 能 建 立 预 期 的 对象物质输入输出质量平衡关系、计算 得到 相 关评估 指 标，结 合 企业 及 审核 重点 现 场 实 际 情况 分析，继 而 可 排 查 分析、判断确定 导 致 燃烧炉 SO2排 放 量 明 显 偏 高这 一 现 象与问题的工艺 来 源、产生 环节、贡 献 物质 以 及 具 体 的形成原因，从而为 寻找、确定 清洁 生产方 案 提 供 清 晰 明 确的 提 示、指 示及 依 据。DB11/T 1346 2016 14 附 录 D（规范性 附录）物料 成分利 用效 率 的表 达形式 与 分类 D.1 无化 学 反应 的工艺 过 程 按成分利 用效 率状态是否相同进行分类 针 对 无 化学 反 应的 某 一工艺过程，根据 其 任 意两 种 不 同 成分（如 a与 b）进 入 目 标产物 中 的质量 占其 各 自 输入 总 质量 之 比 是 否 相 同，或进 入 所有 残余 物 流 汇 总 物（流）中 的质量 占 其 各 自 输入 总 质量 之 比 是 否 相 同，可 以 将 该 工艺过程分 为 成分利用效率 相 同 和成分利用效率 不 同 的 两 种 情 形，如 下所 示。%m m mmUaq qak kan nap pa100+=j j jj（D1）%m m mmUbq qbk kbn nbp pb100+=j j jj（D2）%m m mm m m mFaq qak kan nah has sal lag ga