DB11-T 1346-2016 工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核物料平衡技術(shù)導(dǎo)則

ICS13.020.01

Z04DB11/T1346—2016

備案號(hào)：

北京市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB11/T1346-2016

工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核物料平衡技術(shù)導(dǎo)則

Technicalguidelinesformaterialbalanceofcleanerproduction

auditinindustrialenterprises

2016-08-10發(fā)布2016-12-01實(shí)施

I

北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

DB11/T1346—2016

工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核物料平衡技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核活動(dòng)中有關(guān)物料平衡的一般原則、程序步驟、實(shí)測(cè)計(jì)劃的制定、

實(shí)測(cè)與衡算、判斷與確認(rèn)、計(jì)算并評(píng)估物質(zhì)利用效率、分析問題產(chǎn)生原因及其延伸應(yīng)用。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核活動(dòng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T12452企業(yè)水平衡測(cè)試通則

GB/T25973工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核技術(shù)導(dǎo)則

3術(shù)語和定義

GB/T12452和GB/T25973中確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

系統(tǒng)system

物料平衡所選取的生產(chǎn)過程某一特定工藝流程的空間范圍。

注：可指工藝流程的某一單元操作、若干單元操作的組合、審核重點(diǎn)整體等。

3.2

輸入物料inputofmaterial

進(jìn)入系統(tǒng)的各種物質(zhì)。

3.3

輸出物料outputofmaterial

離開系統(tǒng)的各種物質(zhì)。

3.4

目標(biāo)產(chǎn)物targetoutputofprocessing

針對(duì)某一特定系統(tǒng)而言，符合該系統(tǒng)工藝基本目的、功能及要求的輸出物料。

注：目標(biāo)產(chǎn)物包括以產(chǎn)品（副產(chǎn)品）、中間產(chǎn)品、中間產(chǎn)物、半成品等形式輸出的相關(guān)物質(zhì)。

3.5

工藝殘余物relictoutputfromprocessing

系統(tǒng)輸出物料中不屬于目標(biāo)產(chǎn)物的各種物質(zhì)。

1

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注：包括除目標(biāo)產(chǎn)物之外以氣、液、固等形態(tài)從系統(tǒng)輸出的各種物質(zhì)；工藝殘余物是系統(tǒng)工藝步驟產(chǎn)生并排出其

外的傳統(tǒng)俗稱的“廢氣、廢水、固廢”等物質(zhì)；在清潔生產(chǎn)審核報(bào)告中可直接以某一單元操作的“廢氣、廢

水、固廢”等進(jìn)行命名及相關(guān)描述。

3.6

物料平衡materialbalance

系統(tǒng)輸入物料、輸出物料及其內(nèi)部物料之間在物質(zhì)總質(zhì)量、成分質(zhì)量、元素質(zhì)量等方面所遵循的質(zhì)

量守恒規(guī)律及其相互之間的對(duì)應(yīng)量化關(guān)系。

注：物料平衡的本質(zhì)是有關(guān)物質(zhì)之間所存在的質(zhì)量平衡關(guān)系。物料平衡的基本類型包括：物質(zhì)總質(zhì)量平衡；成分

（或組分）質(zhì)量平衡，又分為單成分（或組分）質(zhì)量平衡、多成分（或組分）質(zhì)量平衡、全成分（或組分）

質(zhì)量平衡；元素質(zhì)量平衡，又分為單元素質(zhì)量平衡、多元素質(zhì)量平衡、全元素質(zhì)量平衡等。

3.7

物料衡算calculationofmaterialbalance

按照審核需要，針對(duì)選定系統(tǒng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行的有關(guān)物質(zhì)輸入輸出質(zhì)量關(guān)系的計(jì)算。

注：通過物料衡算，可掌握了解進(jìn)入系統(tǒng)的有關(guān)物質(zhì)（物料整體、組成成分、構(gòu)成元素）質(zhì)量與離開系統(tǒng)的相關(guān)物

質(zhì)（物料整體、組成成分、構(gòu)成元素）質(zhì)量之間所存在的量化關(guān)系。

3.8

平衡對(duì)象物質(zhì)objectsubstanceofmaterialbalance

以下簡稱對(duì)象物質(zhì)，為了滿足追蹤評(píng)估物質(zhì)利用效率、排查分析工藝殘余物產(chǎn)生原因、尋找并確定

可行的清潔生產(chǎn)方案等審核目的，針對(duì)選定系統(tǒng)需要建立其輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系的特定物質(zhì)類別及其

具體名稱。

注：對(duì)象物質(zhì)可以是物料整體、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。若對(duì)象物質(zhì)為物料

整體，需建立物料的總質(zhì)量平衡關(guān)系；若對(duì)象物質(zhì)為物料中的某一或某些成分（也可稱為靶成分），需建立該

成分的質(zhì)量平衡關(guān)系；若對(duì)象物質(zhì)為物料中的某一或某些元素（也可稱為靶元素），需建立該元素的質(zhì)量平衡

關(guān)系。

4一般原則

4.1客觀性與真實(shí)性

應(yīng)以客觀的信息和真實(shí)有效的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。

4.2科學(xué)性與合理性

應(yīng)符合物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、質(zhì)量守恒定律、質(zhì)量平衡原理及物料衡算相關(guān)公允方法等。

4.3代表性與典型性

應(yīng)能夠反映通常情況下所選定系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)性狀及其物質(zhì)利用效率水平。

4.4目的性與效用性

對(duì)選定系統(tǒng)，其物料平衡關(guān)系應(yīng)滿足但不限于以下目的：

——掌握工藝殘余物產(chǎn)生源、性狀及其量化特征；

——查明工藝殘余物產(chǎn)生原因；

——尋找并確定可行的清潔生產(chǎn)方案等。

2

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對(duì)選定系統(tǒng)，物料平衡關(guān)系應(yīng)滿足但不限于以下用途：

——量化掌握系統(tǒng)的輸入輸出物質(zhì)質(zhì)量平衡關(guān)系及其性狀特征；

——評(píng)估生產(chǎn)過程效率狀況（如資源的利用效率、消耗強(qiáng)度與負(fù)荷）；

——評(píng)估工藝殘余物產(chǎn)生性狀（如工藝殘余物產(chǎn)生強(qiáng)度與負(fù)荷）；

——系統(tǒng)排查工藝殘余物產(chǎn)生的具體原因；

——評(píng)估判斷工藝殘余物產(chǎn)生量的削減潛力與機(jī)會(huì)等。

5程序步驟

物料平衡相關(guān)程序包括以下五個(gè)步驟，各步驟如圖1所示，圖中虛線以下是物料平衡有關(guān)結(jié)果的延

伸應(yīng)用。

制定物料平衡實(shí)測(cè)計(jì)劃

實(shí)測(cè)與衡算

平衡關(guān)系不成立

判斷、確認(rèn)

物料平衡關(guān)系

平衡關(guān)系成立

計(jì)算并評(píng)估物質(zhì)利用效率

分析問題產(chǎn)生原因

開展相關(guān)延伸應(yīng)用

圖1物料平衡程序步驟示意圖

6制定物料平衡實(shí)測(cè)計(jì)劃

6.1步驟要點(diǎn)

6.1.1針對(duì)選定的生產(chǎn)過程，應(yīng)按照附錄A先標(biāo)出其每一單元操作步驟的功能名稱及其所有物料名稱、

輸入輸出狀況，再根據(jù)其在工藝流程中的先后次序?qū)⑺袉卧僮鬟M(jìn)行連接并標(biāo)明輸入輸出物料之間的

相互關(guān)系，得到其工藝流程輸入輸出物料圖。

6.1.2應(yīng)妥善選擇、合理確定適宜的對(duì)象物質(zhì)。在根據(jù)生產(chǎn)過程工藝流程及其特性選擇確定適宜的對(duì)

象物質(zhì)時(shí)，應(yīng)滿足但不限于環(huán)境管理要求、生產(chǎn)經(jīng)營管理關(guān)注等方面的相關(guān)具體要求。

3

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6.1.3應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程工藝流程及對(duì)象物質(zhì)的特性，判斷并確定將要建立的物料平衡關(guān)系的具體類型

及其表達(dá)形式，見附錄B。

6.1.4應(yīng)預(yù)先識(shí)別、判明將要建立的物料平衡具體類型、表達(dá)形式的適用情形，其適用情形包括但不

限于：

——物料總質(zhì)量平衡關(guān)系一般適合于成分利用效率相等這種特殊情形下物質(zhì)利用效率的計(jì)算與評(píng)

估、工藝殘余物產(chǎn)生原因的分析排查等；

——針對(duì)現(xiàn)實(shí)中常見的成分利用效率不等的工藝過程（如所有的分離工藝過程、所有的化學(xué)反應(yīng)過

程及生化反應(yīng)過程等），通常無法且無須建立所有成分或元素的質(zhì)量平衡關(guān)系，一般只能選擇

某個(gè)或某些特定的成分或元素作為對(duì)象物質(zhì)并建立其質(zhì)量平衡關(guān)系，才能有效地表征并評(píng)估其

利用效率并分析與之相關(guān)的工藝殘余物產(chǎn)生原因等。

6.1.5應(yīng)根據(jù)環(huán)境管理要求、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高低對(duì)比以及工藝流程的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本特性等方面的因素進(jìn)行

綜合權(quán)衡考慮，按照本標(biāo)準(zhǔn)6.2、6.3及6.4節(jié)等有關(guān)規(guī)定選擇并確定適宜的對(duì)象物質(zhì)。

6.1.6在進(jìn)行實(shí)測(cè)之前，應(yīng)制定能夠建立對(duì)象物質(zhì)輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系的完備實(shí)測(cè)計(jì)劃。

6.1.7對(duì)象物質(zhì)的選取與實(shí)測(cè)計(jì)劃框架參見附錄C的示例。

6.1.8在實(shí)測(cè)前，應(yīng)根據(jù)物料平衡計(jì)劃做好所有的相關(guān)準(zhǔn)備工作。

6.2無化學(xué)反應(yīng)工藝過程的對(duì)象物質(zhì)選取

6.2.1若工藝過程的各個(gè)成分利用效率相同，可選擇任何一種最容易檢測(cè)計(jì)量的物質(zhì)種類（通常是物

料總質(zhì)量，也可以是其中某一成分質(zhì)量或某一元素質(zhì)量）作為審核追蹤的對(duì)象物質(zhì)。

注：對(duì)某一工藝過程而言，各個(gè)成分利用效率相同是指任意兩種成分（如a和b）進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物中的質(zhì)量占其各自

輸入總質(zhì)量之比相等（Ua＝Ub），見附錄D；或任意兩種成分（如a和b）進(jìn)入所有殘余物匯總物中的質(zhì)量占其

各自輸入總質(zhì)量之比相等（Fa＝Fb），見附錄D。

6.2.2若工藝過程的成分利用效率不同，應(yīng)根據(jù)環(huán)境管理要求（如重金屬元素或其他有毒有害元素、

有毒有害成分等）、經(jīng)濟(jì)因素（如成本高、價(jià)值高等）等綜合考慮、選擇并確定合適的對(duì)象物質(zhì)。

注：對(duì)某一工藝過程而言，成分利用效率不同是指任意兩種成分（如a和b）進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量占其各自輸入總

質(zhì)量之比不相等（Ua≠Ub），見附錄D；或任意兩種成分（如a和b）進(jìn)入所有殘余物匯總物中的質(zhì)量占其各自

輸入總質(zhì)量之比不相等（Fa≠Fb），見附錄D。現(xiàn)實(shí)中，絕大多數(shù)工藝過程屬于此類情形。

6.3化學(xué)反應(yīng)工藝過程的對(duì)象物質(zhì)選取

6.3.1當(dāng)反應(yīng)物成分、反應(yīng)產(chǎn)物成分屬于環(huán)境管理要求的有關(guān)對(duì)象（如有毒有害成分等）、生產(chǎn)經(jīng)營

管理關(guān)注的相關(guān)對(duì)象（如成本高、價(jià)值高等成分）等情況時(shí)，應(yīng)將這些反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物等成分選定為

審核追蹤的對(duì)象物質(zhì)。

6.3.2根據(jù)環(huán)境管理要求（如重金屬元素或其他有毒有害元素、有毒有害成分等）或生產(chǎn)經(jīng)營管理關(guān)

注的經(jīng)濟(jì)因素（如成本高、價(jià)值高等成分或元素）等方面綜合考慮，當(dāng)需要將重金屬、貴金屬等元素或

其他有關(guān)元素、不參與化學(xué)反應(yīng)的惰性物質(zhì)成分選擇確定為審核追蹤的對(duì)象物質(zhì)時(shí)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)6.2.2

的規(guī)定執(zhí)行。

6.4某些特定情形下的對(duì)象物質(zhì)選取

6.4.1對(duì)于強(qiáng)制審核企業(yè)，應(yīng)將強(qiáng)制審核原因所涉及的物質(zhì)成分或元素作為對(duì)象物質(zhì)，對(duì)于其他企業(yè)，

應(yīng)按照該企業(yè)環(huán)評(píng)文件、適用排放標(biāo)準(zhǔn)及排污許可證等有關(guān)規(guī)定并結(jié)合其所屬行業(yè)類型及生產(chǎn)工藝特

點(diǎn)，合理選擇確定其生產(chǎn)過程中的特征污染因子，并將該特征污染因子的來源物質(zhì)（成分或元素）作為

對(duì)象物質(zhì)。

4

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6.4.2凡是涉及重金屬的生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)將有關(guān)重金屬元素列為審核追蹤的對(duì)象物質(zhì)。

6.4.3對(duì)使用、產(chǎn)生并排放其他有毒有害物質(zhì)或重點(diǎn)污染物排放量大的工藝過程，首先應(yīng)將有毒有害

物質(zhì)成分或重點(diǎn)污染物的來源物質(zhì)（成分或組分）作為對(duì)象物質(zhì)。

6.4.4水平衡參照GB/T12452的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

7實(shí)測(cè)與衡算

7.1實(shí)測(cè)要點(diǎn)

7.1.1應(yīng)在正常運(yùn)行工況下進(jìn)行。

7.1.2所采用的方法應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

7.1.3使用的儀器儀表應(yīng)準(zhǔn)確可靠，且在合格有效期內(nèi)。

7.1.4實(shí)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)滿足物料衡算的要求，有組織的主要物料應(yīng)準(zhǔn)確實(shí)測(cè)。對(duì)于因工藝條件所限無

法實(shí)測(cè)或?qū)崪y(cè)不準(zhǔn)的物質(zhì)（如無組織排出的殘余物），應(yīng)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，當(dāng)滿足質(zhì)量平衡計(jì)算所需

的基本前提及相關(guān)條件時(shí)，可采用物料衡算方法計(jì)算得到對(duì)象物質(zhì)的相關(guān)質(zhì)量（質(zhì)量流率）等數(shù)據(jù)。

7.1.5對(duì)周期性（間歇）生產(chǎn)的工藝過程，應(yīng)按正常一個(gè)生產(chǎn)周期1)逐批進(jìn)行實(shí)測(cè)，一般情況下至少實(shí)

測(cè)三個(gè)周期。

7.1.6對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的工藝過程，應(yīng)逐班連續(xù)實(shí)測(cè)72小時(shí)或更長周期。

7.1.7輸入物料、輸出物料的實(shí)測(cè)應(yīng)同步，應(yīng)在同一生產(chǎn)周期內(nèi)完成相應(yīng)的輸入物料和輸出物料的實(shí)

測(cè)。

7.1.8邊實(shí)測(cè)邊記錄，應(yīng)及時(shí)記錄原始數(shù)據(jù)，并記錄實(shí)測(cè)時(shí)的工藝條件（如溫度、壓力、密度等）。

7.1.9數(shù)據(jù)單位應(yīng)換算成統(tǒng)一的質(zhì)量單位，并注意與生產(chǎn)報(bào)表及年、月統(tǒng)計(jì)表之間的可比性。

7.2衡算要點(diǎn)

7.2.1有組織的主要物料通常應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果計(jì)算得到對(duì)象物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量流率。

7.2.2因工藝條件所限無法實(shí)測(cè)或?qū)崪y(cè)不準(zhǔn)的物質(zhì)（如無組織排出的工藝殘余物），則應(yīng)根據(jù)質(zhì)量守

恒定律按照物料衡算方法，進(jìn)行輸入輸出物料計(jì)算，得到對(duì)象物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量流率。

7.2.3應(yīng)將物料實(shí)測(cè)、平衡計(jì)算結(jié)果按單元操作工藝流程及審核重點(diǎn)整體分別編制對(duì)象物質(zhì)的輸入輸

出表、輸入輸出圖，并對(duì)該對(duì)象物質(zhì)質(zhì)量平衡關(guān)系是否成立進(jìn)行分析，并做出明確的判斷。

8判斷、確認(rèn)物料平衡關(guān)系

8.1步驟要點(diǎn)

8.1.1應(yīng)根據(jù)質(zhì)量平衡原理、對(duì)象物質(zhì)特性、物料實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及輸入輸出質(zhì)量衡算結(jié)果，判斷確定其輸

入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系是否建立。

8.1.2若對(duì)象物質(zhì)的輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系不成立，應(yīng)找到并根據(jù)其具體原因（如物料漏項(xiàng)、測(cè)量誤

差過大等）再進(jìn)行重測(cè)或補(bǔ)測(cè)，直至對(duì)象物質(zhì)的輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系得以建立。

8.2判別依據(jù)

8.2.1對(duì)象物質(zhì)若不屬于化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物等成分，當(dāng)其滿足下列條件時(shí)，便可認(rèn)為

該對(duì)象物質(zhì)輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系已經(jīng)建立，方能用于后續(xù)步驟。

1)每次從系統(tǒng)的配料投入到目標(biāo)產(chǎn)物輸出為一個(gè)生產(chǎn)周期。

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——對(duì)象物質(zhì)的輸入質(zhì)量與輸出質(zhì)量（若有，還應(yīng)包括系統(tǒng)內(nèi)部增量）之間的相對(duì)偏差≤5%；

——對(duì)象物質(zhì)若屬于有毒成分、高價(jià)值物料（如貴金屬）等，該對(duì)象物質(zhì)的輸入質(zhì)量與輸出質(zhì)量（若

有，還應(yīng)包括系統(tǒng)內(nèi)部增量）之間的相對(duì)偏差則應(yīng)滿足其所在行業(yè)的相關(guān)要求。

8.2.2對(duì)象物質(zhì)若屬于化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物等成分，當(dāng)其滿足下列條件時(shí)，便可認(rèn)為該

對(duì)象物質(zhì)輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系已經(jīng)建立，方能用于后續(xù)步驟。

——對(duì)象物質(zhì)的輸入質(zhì)量及生成質(zhì)量之和與輸出質(zhì)量及消耗質(zhì)量（若有，還應(yīng)包括系統(tǒng)內(nèi)部增量）

之和這兩者之間的相對(duì)偏差≤5%；

——對(duì)象物質(zhì)若屬于有毒成分、高價(jià)值成分等，該對(duì)象物質(zhì)的輸入質(zhì)量及生成質(zhì)量之和與輸出質(zhì)量

及消耗質(zhì)量（若有，應(yīng)包括系統(tǒng)內(nèi)部增量）之和這兩者之間的相對(duì)偏差則應(yīng)滿足其所在行業(yè)的

相關(guān)要求。

9計(jì)算并評(píng)估物質(zhì)利用效率

9.1無化學(xué)反應(yīng)工藝過程物質(zhì)利用效率的表達(dá)、計(jì)算與評(píng)估

9.1.1當(dāng)工藝過程的各個(gè)成分利用效率相同時(shí)，利用已確認(rèn)成立的質(zhì)量平衡關(guān)系，可按公式（1）計(jì)算

得到對(duì)象物質(zhì)的利用效率，該對(duì)象物質(zhì)的利用效率與其他任一成分物質(zhì)利用效率互為相等。

m

U=2?100%……………………（1）

m1

式中：

U——對(duì)象物質(zhì)的利用率，%；

m2——進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物的該對(duì)象物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m1——輸入的該對(duì)象物質(zhì)總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

然后按公式（2）、公式（3）計(jì)算，便能分別得到該對(duì)象物質(zhì)的總流失率以及通過氣、液、固等不

同形態(tài)殘余物途徑的流失率，應(yīng)對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行充分恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估；再利用這些量化線索進(jìn)一步地追蹤分

析、排查確定殘余物的產(chǎn)生原因。

m

L=3?100%……………………（2）

m1

式中：

L——對(duì)象物質(zhì)的總流失率，%；

m3——所有殘余物中的該對(duì)象物質(zhì)總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m1——輸入的該對(duì)象物質(zhì)總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

m3j

Lj=?100%……………………（3）

m1

式中：

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Lj——對(duì)象物質(zhì)分別通過氣、液、固等形態(tài)殘余物途徑的流失率，%；

m3j——?dú)?、液、固等殘余物中的該?duì)象物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m1——輸入的該對(duì)象物質(zhì)總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

9.1.2當(dāng)工藝過程的成分利用效率不同時(shí)，若對(duì)象物質(zhì)為成分且進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物流，利用已確認(rèn)成立的

該成分質(zhì)量平衡關(guān)系，可按公式（1）計(jì)算得到該成分的利用效率；再按公式（2）、公式（3）計(jì)算，

便可分別得到該成分的總流失率以及通過氣、液、固等形態(tài)殘余物途徑的流失率，應(yīng)對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行充

分恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估；再利用這些量化線索進(jìn)一步地追蹤分析、排查確定殘余物產(chǎn)生原因。

9.1.3當(dāng)工藝過程的成分利用效率不同時(shí)，若對(duì)象物質(zhì)為不進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物的成分，可利用已確認(rèn)成立

的該成分質(zhì)量平衡關(guān)系，按公式（4）計(jì)算得到該成分消耗負(fù)荷，可作為表示其利用效率的指標(biāo)之一。

m

S=8……………………（4）

m9

式中：

S——對(duì)象成分的消耗負(fù)荷，單位為千克每千克（kg/kg）,即常用的噸每噸（t/t）；

m8——輸入的該成分總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m9——目標(biāo)產(chǎn)物的物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

然后按公式（5）計(jì)算，便能得到該成分通過氣、液、固等形態(tài)殘余物途徑的流失率，應(yīng)對(duì)這些結(jié)

果進(jìn)行充分恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估；再利用這些量化線索進(jìn)一步地追蹤分析、排查確定殘余物產(chǎn)生原因。

m7j

Lj=?100%………………（5）

m8

式中：

Lj——該成分分別經(jīng)由氣、液、固等形態(tài)殘余物途徑的流失率，%；

m7j——?dú)?、液、固等形態(tài)殘余物中的該成分量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m8——輸入的該成分總量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

9.2化學(xué)反應(yīng)工藝過程物質(zhì)利用效率的表達(dá)、計(jì)算與評(píng)估

9.2.1當(dāng)對(duì)象物質(zhì)為反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物等成分時(shí)，應(yīng)利用已確認(rèn)成立的成分質(zhì)量平衡關(guān)系，再分別以

其所在行業(yè)使用的轉(zhuǎn)化率、收率、得率等工藝特征指標(biāo)來衡量這些對(duì)象物質(zhì)的利用效率狀況。

9.2.2當(dāng)對(duì)象物質(zhì)不屬于反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物等成分時(shí)，應(yīng)利用已確認(rèn)成立的對(duì)象物質(zhì)質(zhì)量平衡關(guān)系，

再按照本標(biāo)準(zhǔn)9.1節(jié)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行該對(duì)象物質(zhì)利用效率的表達(dá)與計(jì)算、評(píng)估及追蹤分析。

10分析問題產(chǎn)生原因

10.1步驟要點(diǎn)

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應(yīng)充分利用已獲得的對(duì)象物質(zhì)質(zhì)量平衡關(guān)系、其利用效率、其總流失率以及通過氣-液-固等形態(tài)殘

余物途徑的流失率等實(shí)際水平及其狀況的評(píng)估分析，結(jié)合企業(yè)及選定系統(tǒng)的現(xiàn)場情況，根據(jù)這些量化線

索，針對(duì)已經(jīng)明確的資源能源消耗高、物質(zhì)利用效率低、物料流失率高、殘余物產(chǎn)生負(fù)荷大等每一個(gè)現(xiàn)

象和問題，進(jìn)一步地量化追蹤分析、排查確定導(dǎo)致上述現(xiàn)象及問題產(chǎn)生、形成的具體原因。

10.2分析排查、明確有關(guān)現(xiàn)象及問題的具體產(chǎn)生原因

應(yīng)依據(jù)量化結(jié)果所蘊(yùn)含的信息線索，結(jié)合企業(yè)及選定系統(tǒng)等現(xiàn)場實(shí)際情況逐一排查、分析并確定導(dǎo)

致物耗高、效率低、流失多、產(chǎn)污重等現(xiàn)象及問題的下列方面的具體原因：

——工藝技術(shù)；

——設(shè)備裝備；

——過程控制；

——原材料與能源；

——目標(biāo)產(chǎn)物；

——工藝殘余物；

——人員狀況；

——管理狀況。

11延伸應(yīng)用

11.1應(yīng)用環(huán)節(jié)

以上物料平衡相關(guān)結(jié)果可用于但不限于：方案的產(chǎn)生、可行性分析（如中高費(fèi)備選方案環(huán)境及財(cái)務(wù)

等方面可行性的分析評(píng)估）、方案的實(shí)施（如選定系統(tǒng)范圍內(nèi)可行中高費(fèi)方案實(shí)施后的績效核算）等環(huán)

節(jié)。

11.2應(yīng)用情形

11.2.1應(yīng)根據(jù)針對(duì)每個(gè)已經(jīng)明確的有關(guān)現(xiàn)象及問題產(chǎn)生、形成原因之分析排查結(jié)論，相應(yīng)提出一系列

配套的清潔生產(chǎn)備選方案。

11.2.2在選定系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的中高費(fèi)備選方案進(jìn)行可行性分析論證時(shí)，可將物料平衡結(jié)果作為環(huán)境評(píng)估

及財(cái)務(wù)評(píng)估的背景值。

11.2.3對(duì)于系統(tǒng)輸入輸出物料全成分質(zhì)量平衡關(guān)系得以建立的情形，可充分利用物料平衡結(jié)果針對(duì)殘

余物成分形成的價(jià)值損失進(jìn)行計(jì)算及評(píng)估分析。

11.2.4對(duì)于系統(tǒng)輸入輸出物料全成分質(zhì)量平衡關(guān)系得以建立的情形，可利用物料平衡結(jié)果進(jìn)行物質(zhì)流

成本、價(jià)值及其利用效率的計(jì)算與評(píng)估分析。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）

工藝過程輸入輸出物料圖

A.1單元操作工藝過程物料輸入輸出

以物質(zhì)流向箭頭表示工藝過程物料的輸入與輸出，根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)標(biāo)出輸入輸出物料的種類與名

稱、質(zhì)量或質(zhì)量速率、成分或元素的質(zhì)量數(shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)等相關(guān)信息。某一單元操作工藝過程所有輸入輸

出物料的種類、總質(zhì)量（成分或元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）等物質(zhì)流分析與評(píng)估所需的基本要素（示例）如圖

A.1所示。

abt

mn(?n,?n...?n...)

abt

m(?,?...?...)

gggg

abt

mk(?k,?k...?k...)單元操作abt

ml(?l,?l...?l...)

工藝過程

abt

ms(?s,?s...?s...)

abtabt

(?,?...?...)m?(??,??...??,...)

mqqqqabt

mh(?,?...?...)

hhh

abt

mp(?p,?p...?p...)

說明：

mn——由上一工藝過程輸入的物質(zhì)流(n)的質(zhì)量；

mp——輸出至下一工藝過程的物質(zhì)流(p)的質(zhì)量；

mk——輸入的物質(zhì)流(k)的質(zhì)量；

mq——從本過程回收后再回用的物質(zhì)流(q)的質(zhì)量；

mg——產(chǎn)生的氣態(tài)殘余物(g)的質(zhì)量；

ml——產(chǎn)生的液態(tài)殘余物(l)的質(zhì)量；

ms——產(chǎn)生的固態(tài)殘余物(s)的質(zhì)量；

mh——本過程回收的殘余物(h)的質(zhì)量；

m△——工藝過程中間累積物質(zhì)(△)的質(zhì)量增加量或減少量（若發(fā)生的話）；

?a、?b、?t——分別表示上述各個(gè)物質(zhì)流中的成分(a、b、t等，若有的話)或元素(a、b、t等，若有的話)的

質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

圖A.1單元操作工藝輸入輸出物料圖

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附錄B

（規(guī)范性附錄）

質(zhì)量平衡方程及其表達(dá)形式

B.1化學(xué)反應(yīng)物與反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量平衡關(guān)系

對(duì)于化學(xué)反應(yīng)過程中的反應(yīng)物成分、反應(yīng)產(chǎn)物成分而言，其任一成分(R)在某一時(shí)段(t)內(nèi)的質(zhì)量平

衡關(guān)系用方程(B1)表示。

mI+mG=mU+mE+m?……………（B1）

式中：

mI——輸入系統(tǒng)的成分(R)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

mG——反應(yīng)生成的成分(R)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

mU——系統(tǒng)輸出的成分(R)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

mE——反應(yīng)消耗的成分(R)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

m?——系統(tǒng)積累的成分(R)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

當(dāng)系統(tǒng)累積量不變（即m?=0，如輸入輸出質(zhì)量流率不變且相等的穩(wěn)態(tài)定常過程），該成分(R)

在某一時(shí)段(t)內(nèi)的質(zhì)量平衡用方程(B2)表示。

mI+mG=mU+mE………………（B2）

式中符號(hào)同上式(B1)。

B.2其他物質(zhì)的質(zhì)量平衡關(guān)系

對(duì)于其他的有關(guān)物質(zhì)而言——包括：非核反應(yīng)物理過程的全部物質(zhì)質(zhì)量之和（即總質(zhì)量）、任一成

分（或組分）質(zhì)量、任一元素（如重金屬元素、貴金屬元素等）質(zhì)量；化學(xué)反應(yīng)過程的全部物質(zhì)質(zhì)量之

和（即總質(zhì)量）、任一元素（如重金屬元素、貴金屬元素等）質(zhì)量、任一惰性物質(zhì)成分（如溶媒、惰性

保護(hù)氣體等）質(zhì)量等，這些物質(zhì)的質(zhì)量(m)在某一時(shí)段(t)內(nèi)的平衡關(guān)系用方程(B3)表示。

mI=mU+m?………………（B3）

式中：

mI——輸入系統(tǒng)的物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

mU——系統(tǒng)輸出的物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）；

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m?——系統(tǒng)積累的物質(zhì)量，單位為千克（kg）或千克每秒（kg/s）。

當(dāng)系統(tǒng)累積量不變（即m?=0，如輸入輸出質(zhì)量流率不變且相等的穩(wěn)態(tài)定常過程），上述物質(zhì)質(zhì)

量(m)在某一時(shí)段(t)內(nèi)的平衡關(guān)系用方程(B4)表示。

mI=mU……………………（B4）

式中符號(hào)同上式(B3)。

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附錄C

（資料性附錄）

對(duì)象物質(zhì)選取及實(shí)測(cè)計(jì)劃框架（示例）

C.1背景

某企業(yè)確定的審核重點(diǎn)之一是其硫磺回收車間，其主要工藝為：對(duì)上一車間來的含硫化氫（H2S）

氣體物料，先利用催化氧化反應(yīng)生成單質(zhì)硫（S），再通過除塵器回收S，然后包裝入庫待售，除塵器尾

氣送入燃燒爐、同時(shí)通入瓦斯燃燒后經(jīng)煙囪排放。其工藝輸入輸出物料流程如圖C.1所示。

催化氧化

含H2S氣體物料瓦斯空氣

捕集燃燒煙氣

包裝袋包裝

袋裝硫磺

圖C.1硫磺回收車間輸入輸出物料工藝流程示意圖

C.2問題與思路

該審核重點(diǎn)面臨的主要問題是燃燒爐煙氣中二氧化硫（SO2）排放量明顯高于本行業(yè)同類裝置。

在審核工作中，若僅建立了硫磺回收車間全部輸入輸出物料的總質(zhì)量平衡關(guān)系（即使是針對(duì)整個(gè)流

程建立了全部輸入物料與輸出物料的總質(zhì)量平衡關(guān)系）而沒有建立硫元素及其相關(guān)成分質(zhì)量平衡關(guān)系的

話，只能在形式上獲知廢棄物（煙氣及其SO2）形成于何處，但無法對(duì)其形成的原因作出清晰判斷。對(duì)

于SO2排放量較高這一現(xiàn)象而言，燃燒過程并不是導(dǎo)致該問題的主要環(huán)節(jié)。決定煙氣中SO2排放量的相

關(guān)環(huán)節(jié)及其貢獻(xiàn)物質(zhì)等因素包括：氣體物料中除H2S外的其他含硫物質(zhì)（相關(guān)組分及其質(zhì)量）、催化氧

化過程剩余的H2S質(zhì)量（與催化氧化過程的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率密切相關(guān)）、捕集過程未捕集到的S質(zhì)量（與除

塵器運(yùn)行的實(shí)際捕集率密切相關(guān)）、瓦斯氣體中的硫化物（相關(guān)組分及其質(zhì)量）等。

由上可知，針對(duì)硫磺回收車間若僅僅是建立了所有輸入輸出物料總質(zhì)量平衡關(guān)系的話，必然就缺

少可用于排查分析、明確判斷導(dǎo)致上述現(xiàn)象與問題的具體產(chǎn)生原因所必需的關(guān)鍵信息和依據(jù)，也就難

以做到產(chǎn)生針對(duì)性強(qiáng)的清潔生產(chǎn)方案了。

綜上，若僅建立了所有輸入輸出物料的總質(zhì)量平衡關(guān)系，對(duì)揭示導(dǎo)致形成上述現(xiàn)象和問題的相關(guān)

環(huán)節(jié)及具體原因提供不了所需的支持與幫助，這將造成兩方面惡果：一是造成了人力物力財(cái)力的有形

浪費(fèi)，更重要的是不可能有效發(fā)揮清潔生產(chǎn)審核的功能效用和取得本可以實(shí)現(xiàn)的績效潛力。

審核基本思路是利用物料平衡關(guān)系量化掌握：氣體物料中的H2S質(zhì)量及其硫分占物料總硫分之比、

催化氧化過程的實(shí)際反應(yīng)轉(zhuǎn)化率以及未轉(zhuǎn)化的H2S質(zhì)量、捕集過程的實(shí)際去除率以及未捕集到的S質(zhì)

量、瓦斯氣體含硫量等因素的實(shí)際水平狀態(tài)并進(jìn)行評(píng)估；據(jù)此才能判斷導(dǎo)致上述現(xiàn)象和問題的真正貢獻(xiàn)

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因素及其分布狀況，然后再根據(jù)企業(yè)及審核重點(diǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)一步分析造成上述現(xiàn)象及問題產(chǎn)生的

具體原因。

C.3對(duì)象物質(zhì)選取及實(shí)測(cè)計(jì)劃框架

根據(jù)上述內(nèi)容，便可整理擬出硫磺回收車間物料平衡的對(duì)象物質(zhì)及實(shí)測(cè)計(jì)劃框架，如表C.1所示。

表C.1硫磺回收車間物料平衡的對(duì)象物質(zhì)及實(shí)測(cè)計(jì)劃框架

物料及過程對(duì)象物質(zhì)評(píng)估指標(biāo)示例需依據(jù)的參數(shù)需實(shí)測(cè)的參數(shù)（含物料衡算所得的參數(shù)）

H2S質(zhì)量及其硫

含H2S氣H2SH2S質(zhì)量、輸入流量（溫度、壓力、組分等）、

分占物料總硫分

體物料總硫分物料總硫分量總硫分及H2S等含量

之比

催化氧化H2S消耗的H2S質(zhì)量、目標(biāo)產(chǎn)物的流量（溫度、壓力、組分等）及H2S含量；

反應(yīng)轉(zhuǎn)化率

過程S生成的S質(zhì)量根據(jù)氧化反應(yīng)式進(jìn)行衡算，可得到反應(yīng)生成的S質(zhì)量

生成的S質(zhì)量、根據(jù)氧化反應(yīng)式衡算所得到的S生成質(zhì)量，除塵器捕

捕集除塵器對(duì)S的捕

S捕集得到的S質(zhì)集得到的S質(zhì)量（或以同步統(tǒng)計(jì)得到的產(chǎn)品硫磺絕干

過程集率（去除率）

量量及包裝過程損失量實(shí)測(cè)值兩者之和代替之）

瓦斯氣體中硫分

瓦斯

總硫分質(zhì)量占進(jìn)入燃燒總硫分量輸入流量（溫度、壓力、組分等）、總硫分含量等

氣體

爐的總硫量之比

根據(jù)物料平衡的對(duì)象物質(zhì)、實(shí)測(cè)計(jì)劃框架及其后續(xù)詳盡的完備實(shí)測(cè)計(jì)劃，通過實(shí)測(cè)能建立預(yù)期的

對(duì)象物質(zhì)輸入輸出質(zhì)量平衡關(guān)系、計(jì)算得到相關(guān)評(píng)估指標(biāo)，結(jié)合企業(yè)及審核重點(diǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況分析，繼

而可排查分析、判斷確定導(dǎo)致燃燒爐SO2排放量明顯偏高這一現(xiàn)象與問題的工藝來源、產(chǎn)生環(huán)節(jié)、貢獻(xiàn)

物質(zhì)以及具體的形成原因，從而為尋找、確定清潔生產(chǎn)方案提供清晰明確的提示、指示及依據(jù)。

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附錄D

（規(guī)范性附錄）

物料成分利用效率的表達(dá)形式與分類

D.1無化學(xué)反應(yīng)的工藝過程按成分利用效率狀態(tài)是否相同進(jìn)行分類

針對(duì)無化學(xué)反應(yīng)的某一工藝過程，根據(jù)其任意兩種不同成分（如a