第1章 工業(yè)代謝 001
1.1　工業(yè)代謝及其分析方法 002
1.1.1　關(guān)于代謝的研究 002
1.1.2　工業(yè)代謝的起源及其發(fā)展 002
1.1.3　工業(yè)代謝的基本概念 004
1.1.4　工業(yè)代謝分析的研究對(duì)象和范圍 006
1.2　工業(yè)代謝分析的研究意義 007
1.3　工業(yè)代謝的分析方法 010
1.3.1　物質(zhì)流分析與元素流分析 011
1.3.2　投入產(chǎn)出分析 013
1.3.3　生命周期評(píng)價(jià) 014
1.3.4　生態(tài)足跡分析 015
1.3.5　能值分析 016
1.3.6　人類占用的凈初級(jí)生產(chǎn)量 017
1.3.7　常用分析方法的對(duì)比 019
1.4　工業(yè)代謝分析的研究與應(yīng)用 020
1.4.1　工業(yè)代謝的實(shí)證研究 020
1.4.2　流域尺度的代謝研究 022
1.4.3　金屬及重金屬工業(yè)代謝研究進(jìn)展 022
1.4.4　流程型生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)代謝研究進(jìn)展 027
參考文獻(xiàn) 028

第2章 流程型工業(yè) 035
2.1　工業(yè)生產(chǎn)的類型 036
2.2　工業(yè)生產(chǎn)基本代謝過(guò)程 038
2.2.1　工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的代謝 038
2.2.2　社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的工業(yè)代謝 040
2.3　流程型生產(chǎn)與代謝特征 041
2.4　常見的流程型工業(yè) 042
2.4.1　鋼鐵行業(yè) 042
2.4.2　有色行業(yè) 044
2.4.3　水泥行業(yè) 046
2.4.4　醫(yī)藥行業(yè) 046
參考文獻(xiàn) 048

第3章 流程型行業(yè)代謝分析與評(píng)價(jià)基本方法 049
3.1　流程型工業(yè)代謝分析框架 050
3.1.1　基本步驟 050
3.1.2　確定研究范圍和對(duì)象 050
3.1.3　流程型工業(yè)物質(zhì)流識(shí)別 051
3.1.4　物質(zhì)平衡賬戶的建立 055
3.1.5　代謝分析與結(jié)果解釋 058
3.2　物質(zhì)流的靜態(tài)分析法 059
3.2.1　量化表征與評(píng)價(jià)分析 059
3.2.2　圖形表征與物質(zhì)流圖繪制 060
3.2.3　常用的制圖軟件 061
3.3　物質(zhì)流的動(dòng)態(tài)分析法 064
3.3.1　冶金過(guò)程的數(shù)學(xué)模型法 065
3.3.2　化工過(guò)程的物料衡算法 065
參考文獻(xiàn) 066

第4章 工業(yè)代謝分析的數(shù)據(jù)及獲取 067
4.1　物質(zhì)流分析的數(shù)據(jù)需求 068
4.2　生產(chǎn)型數(shù)據(jù)獲取 071
4.2.1　國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒 071
4.2.2　工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒 073
4.2.3　能源統(tǒng)計(jì)年鑒 073
4.2.4　實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù) 073
4.3　排放型數(shù)據(jù)獲取 074
4.3.1　生態(tài)環(huán)境調(diào)查與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 074
4.3.2　工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù) 077
4.3.3　實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 077
4.4　數(shù)據(jù)的不確定性分析 078
4.4.1　蒙特卡洛分析方法 078
4.4.2　拉丁超立方抽樣方法 079
4.4.3　敏感性分析 079
4.4.4　概率分析 080
參考文獻(xiàn) 080

第5章 冶煉過(guò)程重金屬物質(zhì)代謝分析與評(píng)價(jià)水口山工藝 082
5.1　我國(guó)鉛冶煉發(fā)展概況 083
5.1.1　鉛冶煉技術(shù) 083
5.1.2　鉛冶煉過(guò)程主要環(huán)境問(wèn)題 086
5.1.3　研究背景和意義 087
5.2　SKS工藝中重金屬物質(zhì)代謝分析與評(píng)價(jià) 089
5.2.1　SKS工藝研究對(duì)象與系統(tǒng)邊界 089
5.2.2　鉛冶煉過(guò)程物質(zhì)流識(shí)別與確定 091
5.2.3　SKS冶煉過(guò)程工業(yè)代謝分析與評(píng)價(jià) 096
5.2.4　鉛冶煉過(guò)程重金屬污染防治環(huán)節(jié)分析 110
5.2.5　鉛冶煉過(guò)程的統(tǒng)計(jì)熵分析 114
參考文獻(xiàn) 124

第6章 冶煉過(guò)程鉛的代謝分析及優(yōu)化富氧底吹液態(tài)高鉛渣直接還原工藝 126
6.1　富氧底吹液態(tài)高鉛渣直接還原工藝研究對(duì)象與系統(tǒng)邊界 127
6.1.1　研究對(duì)象概況 127
6.1.2　系統(tǒng)邊界及采樣方案 128
6.2　物質(zhì)流識(shí)別與確定 131
6.2.1　基本物質(zhì)流圖的構(gòu)建 131
6.2.2　數(shù)據(jù)獲取 132
6.2.3　鉛物質(zhì)流核算 134
6.3　富氧底吹液態(tài)高鉛渣直接還原工藝鉛物質(zhì)流代謝分析與評(píng)價(jià) 136
6.3.1　粗鉛冶煉過(guò)程鉛的物質(zhì)流分析 136
6.3.2　粗鉛精煉過(guò)程鉛的物質(zhì)流分析 140
6.3.3　鉛物質(zhì)代謝評(píng)價(jià) 142
6.4　重點(diǎn)污染物與重點(diǎn)工序分析 146
6.5　鉛物質(zhì)代謝優(yōu)化模型 147
6.5.1　模型構(gòu)建 147
6.5.2　模型邊際影響分析 149
6.5.3　生產(chǎn)過(guò)程鉛物質(zhì)流優(yōu)化模型分析 151
參考文獻(xiàn) 156

第7章 典型冶煉工序重金屬代謝行為模擬富氧底吹BBF-ME模型 157
7.1　火法冶煉過(guò)程的模型模擬 158
7.1.1　建模方法的選擇 158
7.1.2　基于元素勢(shì)法的多相平衡模型構(gòu)建 160
7.2　BBF-ME模型的建立 164
7.2.1　研究對(duì)象及概況 164
7.2.2　模型的簡(jiǎn)化與假設(shè)條件 166
7.2.3　熔煉平衡時(shí)反應(yīng)體系構(gòu)成 167
7.2.4　確定計(jì)算所需參數(shù) 167
7.3　底吹爐熔煉過(guò)程模型計(jì)算實(shí)例 169
7.3.1　計(jì)算結(jié)果 169
7.3.2　模型的驗(yàn)證 170
7.4　底吹爐工序工業(yè)代謝模擬 170
7.4.1　原料成分對(duì)Pb代謝行為的影響 171
7.4.2　熔煉溫度對(duì)Pb代謝行為的影響 174
7.4.3　加氧量對(duì)Pb代謝行為的影響 176
參考文獻(xiàn) 178

第8章 電解鋁工業(yè)代謝分析 180
8.1　我國(guó)鋁業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 181
8.1.1　電解鋁業(yè)概況 181
8.1.2　主要生產(chǎn)工藝 184
8.1.3　行業(yè)產(chǎn)排污現(xiàn)狀 185
8.2　鋁的主要產(chǎn)品及典型代謝關(guān)系識(shí)別 189
8.2.1　鋁的主要產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)鏈 189
8.2.2　典型鋁產(chǎn)業(yè)園區(qū)物質(zhì)代謝關(guān)系識(shí)別 195
8.3　我國(guó)鋁行業(yè)物質(zhì)流分析 200
8.3.1　鋁行業(yè)的物質(zhì)代謝研究方法 200
8.3.2　2020年我國(guó)鋁業(yè)的物質(zhì)流分析 203
參考文獻(xiàn) 206

第9章 資源再生行業(yè)廢物流代謝分析 207
9.1　資源再生行業(yè)發(fā)展概況 208
9.1.1　廢棄資源綜合利用的主要品種 208
9.1.2　再生資源行業(yè)的布局 210
9.1.3　再生資源行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn) 210
9.2　再生資源物質(zhì)流圖及構(gòu)建方法 211
9.2.1　再生資源物質(zhì)流 211
9.2.2　再生資源物質(zhì)流圖及其構(gòu)建方法 213
9.3　典型資源再生過(guò)程物質(zhì)代謝 214
9.3.1　靜脈產(chǎn)業(yè)園再生資源代謝模式 214
9.3.2　我國(guó)廢PET飲料瓶物質(zhì)代謝模式分析 219
參考文獻(xiàn) 222

第10章 制糖工業(yè)共生系統(tǒng)及代謝分析 223
10.1　我國(guó)制糖行業(yè)發(fā)展概況 224
10.1.1　制糖行業(yè)概況 224
10.1.2　主要產(chǎn)品和工藝 224
10.1.3　行業(yè)產(chǎn)排污現(xiàn)狀 226
10.2　制糖工業(yè)代謝類型及其主要特征 229
10.3　制糖生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu) 229
10.4　廣西貴糖集團(tuán)制糖生態(tài)工業(yè)模式及代謝分析 231
10.4.1　廣西貴糖生態(tài)工業(yè)雛形 232
10.4.2　貴糖模式的生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)類型 232
10.4.3　貴糖模式的代謝類型及主要特點(diǎn) 233
10.4.4　廢物循環(huán)利用的區(qū)域環(huán)境效應(yīng) 234
參考文獻(xiàn) 236

第11章　工業(yè)集聚區(qū)能源代謝與碳排放 237
11.1　我國(guó)工業(yè)集聚區(qū)概況 238
11.1.1　我國(guó)工業(yè)集聚區(qū)的表現(xiàn)形式與現(xiàn)狀分布 238
11.1.2　工業(yè)集聚區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源消耗 239
11.2　工業(yè)集聚區(qū)碳排放核算與代謝分析方法 240
11.2.1　核算框架與技術(shù)流程 240
11.2.2　燃料燃燒排放 241
11.2.3　工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放 242
11.2.4　電力、熱力調(diào)入與調(diào)出產(chǎn)生的排放 242
11.2.5　廢棄物處理 243
11.3　典型集聚區(qū)碳排放代謝分析 247
11.3.1　化工行業(yè)主導(dǎo)型集聚區(qū)碳排放代謝分析 247
11.3.2　電子行業(yè)主導(dǎo)型集聚區(qū)碳排放代謝分析 253
參考文獻(xiàn) 261

第12章　流域總磷的工業(yè)代謝分析 262
12.1　長(zhǎng)江流域總磷的工業(yè)代謝分析 263
12.1.1　長(zhǎng)江流域概況 263
12.1.2　研究范圍與系統(tǒng)邊界 266
12.1.3　分析方法與研究手段 266
12.1.4　總磷的代謝分析 268
12.2　沱江流域總磷的工業(yè)代謝分析 271
12.2.1　沱江流域概況 271
12.2.2　研究范圍與研究方法 271
12.2.3　總磷的代謝分析 272
參考文獻(xiàn) 275

第13章　流程型工業(yè)代謝分析研究展望 276
13.1　用于提升工藝代謝效率和清潔化改造 277
13.2　用于開展工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的減污降碳協(xié)同路徑分析 278
13.3　用于流域和區(qū)域的工業(yè)污染溯源 278

附錄 279
附錄1　生產(chǎn)過(guò)程物質(zhì)平衡賬戶建立調(diào)研表 280
附錄2　富氧底吹-鼓風(fēng)爐煉鉛工藝案例中各工序Pb物質(zhì)平衡賬戶 289
附錄3　底吹爐熔煉過(guò)程數(shù)學(xué)模型 291

索引 295