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出版者:

作者:吴金慧

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2009-4

价格:48.00元

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isbn号码:9787122050168

丛书系列:

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• 煤化工
• 可持续发展
• 科学
• 能源
• 环境
• 化学工程
• 清洁能源
• 技术创新
• 工业发展
• 绿色化学

《绿色冶金：低碳化与循环经济的探索》 引言 在人类文明迈向更高阶段的征途中，能源的利用与环境的保护已成为一对不可回避的矛盾。传统工业模式在创造物质财富的同时，也对地球生态系统造成了前所未有的压力。如何突破“发展以牺牲环境为代价”的困境，实现经济社会的可持续发展，是摆在我们面前的严峻挑战。冶金工业，作为国民经济的重要支柱，其能源消耗和污染物排放量巨大，是推动绿色转型和低碳发展的关键领域之一。本书《绿色冶金：低碳化与循环经济的探索》正是在这样的时代背景下应运而生，旨在深入剖析当前冶金行业面临的挑战，系统梳理绿色冶金的发展理念和技术路径，并以前瞻性的视角展望其未来发展趋势，为行业从业者、研究人员以及关心可持续发展的社会大众提供一份详实的参考。 第一章 冶金工业的可持续发展困境与挑战 本章首先聚焦于传统冶金工业的现状，深刻剖析其在能源消耗、碳排放、资源消耗以及环境污染等方面存在的突出问题。我们将从以下几个维度展开： 高能耗与碳排放的根源分析： 详细阐述传统高炉炼铁、电弧炉炼钢等主流冶金工艺在能耗上的巨大需求，以及其过程中的主要碳排放环节，如碳质还原剂的燃烧、能源生产过程的排放等。通过数据和案例说明，量化冶金行业在全球碳排放中的占比，揭示其作为减排重点行业的紧迫性。 资源约束与循环利用的瓶颈： 分析钢铁、有色金属等矿产资源的有限性，以及当前冶金行业对外购矿石的依赖度。深入探讨废钢铁、废有色金属等二次资源的回收、预处理及利用中存在的技术难题和经济障碍，指出当前循环利用率与理论最大值的差距，强调提升资源效率的必要性。 污染物排放与生态环境影响： 细致列举冶金生产过程中产生的各类污染物，包括但不限于粉尘、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、重金属、废水、炉渣等。分析这些污染物对大气、水体、土壤以及生态系统造成的长期和短期影响，强调绿色冶金在环境保护方面的重任。 技术更新与改造的滞后性： 探讨现有冶金装备和工艺的更新换代速度，以及绿色低碳技术在传统企业中的推广应用障碍，例如技术成熟度、初期投资成本、操作人员培训等。分析政策法规、市场驱动力在技术革新中的作用，指出推动行业技术升级的紧迫性和复杂性。 社会责任与公众期望的提升： 随着社会对可持续发展的关注度日益提高，公众对企业的环境表现提出了更高要求。本节将探讨冶金企业在履行社会责任、提升环境透明度方面面临的压力，以及如何通过绿色转型赢得社会认可。 第二章 绿色冶金的核心理念：低碳化与循环经济 本章将深入阐释绿色冶金的两大核心驱动力：低碳化和循环经济，并探讨它们如何相互促进，共同构建可持续的冶金产业体系。 低碳化：迈向近零碳排放的冶金工艺 能源结构优化与清洁能源应用： 详细介绍在冶金过程中替代化石燃料、引入绿色电能、氢能、生物质能等清洁能源的技术路径。例如，探讨利用可再生能源为电弧炉供电，或以绿氢作为还原剂替代焦炭的可能性。 工艺流程再造与效率提升： 深入分析如何通过优化现有工艺参数、改进设备设计、集成先进控制技术来降低能耗和减少排放。重点介绍如富氧炼钢、余热回收利用、低品位热能梯级利用等节能减排技术。 突破性低碳冶金技术探索： 关注当前正在研发或试点中的颠覆性低碳冶金技术，例如直接还原铁（DRI）工艺与氢基直接还原（H2-DRI）技术、电解炼铁技术、以及碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在冶金行业的应用前景。 数字化与智能化赋能绿色生产： 探讨如何利用大数据、人工智能、物联网等技术，实现冶金过程的精细化控制、能耗预测与优化，从而提高能源利用效率，降低碳排放。 循环经济：构建资源高效利用的闭环体系 全生命周期资源管理： 强调从矿产资源的开采、加工、使用到最终废弃的全生命周期管理理念，将“废弃物”视为“资源”，推行“减量化、再利用、再循环”的原则。 二次资源的高效回收与利用： 详细研究废钢铁、废有色金属、工业固废（如炉渣、粉煤灰）等二次资源的分类、富集、提质及再利用技术。重点介绍如电炉炼钢对废钢铁的利用、含金属废渣的资源化技术等。 冶金副产物的价值挖掘： 探讨冶金过程中产生的各种副产物，如钢渣、高炉渣、烟气净化产生的飞灰等，如何通过技术手段将其转化为建材、土壤改良剂、催化剂载体等高附加值产品，实现“变废为宝”。 工业共生与区域循环经济模式： 介绍冶金企业之间以及与其他产业之间形成协同效应，实现物质和能量的循环利用，构建区域性的循环经济生态系统。例如，将冶金炉渣用于水泥生产，或利用冶金余热为周边区域供暖。 第三章 绿色冶金的关键技术与实践案例 本章将聚焦于当前绿色冶金领域具有代表性的关键技术，并通过翔实的国内外实践案例，展示这些技术在实际生产中的应用效果与潜力。 低碳炼铁技术前沿： 氢基直接还原（H2-DRI）技术： 深入剖析氢作为还原剂的原理、技术挑战（如氢气制备、储存、安全）、以及其在实现炼铁过程近零碳排放中的关键作用。介绍相关的示范项目和技术发展路线图。 碳捕集、利用与封存（CCUS）技术在炼铁中的应用： 探讨CCUS技术如何与现有或改造后的炼铁工艺相结合，捕集炼铁过程中产生的CO2，并进行再利用（如合成燃料、化学品）或封存。 电化学炼铁技术： 介绍以电能为驱动力，通过电化学反应直接将铁矿石还原为铁的技术原理，以及其可能带来的革命性变化。 绿色炼钢技术创新： 废钢铁的高效利用与精炼技术： 重点介绍如何通过先进的废钢铁预处理、智能分选技术，以及电弧炉冶炼过程的优化，提升废钢铁的利用率和产品质量。 先进连铸与轧制技术： 探讨如何通过优化连铸和轧制工艺，减少金属损耗，提高产品收得率，降低能耗。 节能型炼钢炉设计与运行： 介绍新型炼钢炉（如富氧平炉、先进电弧炉）的设计特点，以及如何通过智能控制系统优化炉况，实现节能增效。 有色金属绿色冶金： 铜、铝、镍等主要有色金属的低碳冶炼技术： 介绍针对不同有色金属的特点，在矿物加工、熔炼、精炼过程中应用的节能降耗、污染物减排技术。例如，火法炼铜的节能化改造，湿法冶金的绿色化改进，以及铝电解槽的能效提升技术。 二次有色金属的高效回收与循环： 重点关注电子废弃物、废旧电池、报废汽车等复杂物料中金属的回收技术，以及如何构建闭环回收体系。 工业固废的资源化利用技术： 钢渣、高炉渣的综合利用： 详细介绍钢渣、高炉渣在建材（水泥、骨料）、道路工程、土壤改良等领域的应用技术，以及其环境效益和经济效益。 冶金粉尘及飞灰的资源化： 探讨如何从冶金粉尘和飞灰中回收有价金属，或将其转化为有用的工业原料。 典型国内外绿色冶金项目案例分析： 选取国内外在低碳冶金、循环经济方面取得显著成效的代表性企业和项目，深入剖析其技术路线、实施过程、取得的成果以及面临的挑战。例如，某钢铁企业建设的氢基DRI示范项目，某铝业公司实施的循环经济再造工程等。 第四章 绿色冶金的政策、市场与未来展望 本章将从宏观层面探讨推动绿色冶金发展的关键因素，包括政策法规、市场机制，并展望其未来的发展趋势。 政策法规的引导与支撑： 国家与地区性环保政策与法规： 分析各国政府在推动绿色冶金发展方面出台的政策、标准和法规，如碳排放交易体系、环保税费、绿色金融等。 技术研发与产业化支持政策： 探讨政府在支持绿色冶金技术研发、示范应用和产业化推广方面的财政补贴、税收优惠、研发项目支持等措施。 绿色标准与认证体系： 讨论建立和完善绿色产品标准、绿色工厂认证体系，以及其在引导企业绿色转型中的作用。 市场驱动与绿色金融： 绿色产品市场的需求与供给： 分析消费者和下游产业对绿色、低碳、可再生金属产品的需求增长趋势，以及企业如何通过提供绿色产品赢得市场优势。 绿色金融在冶金行业的应用： 探讨绿色债券、绿色信贷、ESG投资等金融工具如何支持冶金企业的绿色转型和低碳技术投资。 碳定价机制与企业行为： 分析碳排放交易、碳税等碳定价机制对冶金企业降低碳排放的激励作用。 绿色冶金的未来发展趋势： 近零碳排放技术的加速突破： 预测氢基炼铁、电化学炼铁等颠覆性技术的商业化进程，以及CCUS技术在冶金行业的普及应用。 循环经济模式的深度融合： 展望更加智能化、协同化的循环经济体系，以及工业共生模式的广泛推广。 数字化与绿色化协同发展： 强调数字技术在优化资源配置、提升能效、实现智能环保监控等方面的关键作用，形成“数字+绿色”的双重驱动力。 全球合作与技术转移： 预测国际社会在绿色冶金技术研发、标准制定、经验分享等方面的合作将更加紧密。 新材料与冶金的融合： 探讨绿色冶金技术如何支撑高性能、低碳化新材料的研发与生产。 结语 《绿色冶金：低碳化与循环经济的探索》不仅仅是一本技术手册，更是一份对行业未来的深切关怀和积极倡导。通过对绿色冶金理念的深入解读，对关键技术的详细阐释，以及对未来发展趋势的审慎展望，本书旨在激发行业内的创新活力，促进绿色技术的广泛应用，最终推动整个冶金行业实现向低碳、高效、可持续发展模式的根本性转变。我们坚信，通过全社会的共同努力，绿色冶金的宏伟蓝图必将得以实现，为构建一个人与自然和谐共生的美好未来贡献力量。

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这本书的装帧设计确实很有品味，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的字体，一看就让人感觉内容扎实、专业性强。我翻阅了开篇几章，那种对宏观背景的梳理非常到位，它没有急于陷入技术细节，而是先为读者构建了一个清晰的认知框架，让我们明白当前能源转型的大背景下，煤炭化学工业所处的历史方位和面临的挑战。作者的叙事风格非常沉稳，像一位经验丰富的向导，带领我们一步步深入这个复杂的话题。特别是关于政策导向和市场经济如何相互作用的那部分分析，逻辑链条非常严密，让人忍不住想一直读下去，去探究那些隐藏在数据背后的驱动力。对于我这种刚接触这个领域的“门外汉”来说，这种循序渐进的引导比那些上来就堆砌专业术语的教材要友好得多，它让我能够在一个比较舒适的节奏内吸收知识，建立起对整个行业运作模式的初步理解。尽管篇幅不小，但阅读体验却是流畅而引人入胜的，这在技术类书籍中实属难得，足见作者在内容组织上的用心良苦。

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这本书在细节处理上的严谨性令人钦佩，尤其是那些关于数据来源和实验验证部分的描述。它并非只是简单地引用结论，而是会追溯到基础的化学动力学模型或热力学计算，这为书中的所有论断都打下了坚实的科学基础。例如，在讨论新型催化剂的活性提升时，作者会详细阐述电子结构的变化如何影响了反应能垒，这种深度挖掘的能力，让这本书的权威性不言而喻。对于那些需要用这些技术成果进行项目可行性论证的工程师或管理者来说，书中提供的这种详尽的佐证和数据支撑，是他们进行决策时最宝贵的依据。这表明作者不仅仅是一个知识的传播者，更是一个严谨的科学探究者，他确保了每一个看似微小的技术改进背后，都有无可辩驳的科学逻辑作为支撑，这才是真正值得信赖的专业著作的品质所在。

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这本书在探讨新兴技术路线时的那种务实态度，给我留下了极其深刻的印象。它不像某些过于理想化的未来展望，而是将目光聚焦在那些已经展现出商业化潜力的技术上，比如先进的耦合反应器设计和高效的催化剂体系。作者在描述这些前沿科技时，那种对工程实现难度和经济可行性的双重考量，显得尤为老到。我特别欣赏其中关于“过程强化”的章节，它不仅罗列了各种创新的反应器结构，更深入分析了这些结构如何从根本上改变了传统化工的能耗和物耗平衡，真正做到了将“科学”与“工程”紧密结合。阅读这些部分时，我仿佛能闻到车间里弥漫的化学反应气息，感受到工程师们在优化参数时那种精益求精的精神。这种将理论深度与实践可行性完美融合的写作手法，让这本书不仅仅停留在学术探讨的层面，而更像是一本指导未来产业升级的实操蓝图，对于那些身处研发一线的人士来说，无疑具有极高的参考价值和启发性。

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这本书的另一个亮点在于它对“可持续性”的内涵进行了极其广阔的界定。它没有将目光仅仅局限在碳排放的量化指标上，而是将其扩展到了资源循环利用、环境友好型工艺开发，乃至社会经济效益的长期影响等多个维度。我对其中关于副产物高值化利用的案例研究非常感兴趣，作者通过多个跨学科的视角，展示了如何将原本被视为废弃物的物质，通过创新的化学转化，重新赋予其市场价值，这简直就是变废为宝的典范。这种系统性的思维方式，彻底颠覆了我过去对传统高耗能产业的刻板印象。它传递出的信息是清晰而有力的：未来的煤化工绝不是一个“原罪”产业，而是一个可以通过持续的技术革新实现绿色转型的关键领域。这种积极的、建设性的论调，极大地鼓舞了那些致力于在传统行业中寻找突破口的专业人士。

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说实话，一开始我对这种专业书籍的阅读速度总是抱持悲观态度，但这本书的章节逻辑设置得极为精妙，简直像是一个训练有素的侦探故事，层层剥茧，引人入胜。它在介绍某一技术瓶颈时，总会先用清晰的图表勾勒出问题的全貌，然后紧接着引入解决该问题的关键科学原理，最后才是具体的技术方案。这种“问题—原理—方案”的叙事结构，使得每一个知识点都像是为解决前一个问题而服务的，知识之间的关联性极强，避免了知识点的零散堆砌。我发现自己很容易就能在大脑中建立起知识的“地图”，知道现在所学的内容在整个技术体系中的位置。这种构建清晰知识架构的能力，正是优秀教科书或专业著作的标志，它极大地提升了读者的学习效率和知识留存度，让我感觉自己不仅仅是在“看”书，更是在“构建”一个完整的认知模型。

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