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第1章　煤炭资源的状况、战略地位及利用现状1

1.1　煤炭资源状况1

1.1.1 世界煤炭资源1

1.1.2 中国煤炭资源2

1.2　煤炭能源的战略地位2

1.3　煤炭利用及其环境生态和社会问题3

1.3.1 煤炭及其副产品的利用方式3

1.3.2 煤炭开采、加工、利用形成的环境生态和社会问题4

1.3.3 原因分析6

1.4　煤炭资源需要实现全生命周期的可持续利用7

第2章　煤炭能源工业生态学的理论基础9

2.1　可持续发展理论9

2.2　循环经济理论10

2.3　生态学理论11

2.3.1 “关键种”理论及其对构筑企业共生体的指导作用11

2.3.2 食物链及食物网理论的应用研究12

2.3.3 生态位理论及其应用研究14

2.3.3.1 生态位理论简介14

2.3.3.2 生态位理论的应用15

2.3.5 生态系统耐受性理论的应用17

2.3.4 生态系统多样性理论应用研究17

2.4　系统工程理论18

2.5　工业生态学理论19

2.5.1 工业生态学的定义19

2.5.2 工业生态学的理论框架结构20

2.5.3 工业生态学原理21

2.5.4 工业生态学的关键问题22

2.5.5 工业生态学的主要研究领域及进展22

2.5.5.1 工业系统与自然生态系统关系的理论22

2.5.5.2 原料与能量流动分析（工业代谢分析）23

2.5.5.3 物质减量化和能源脱碳24

2.5.5.4 生命周期评价（Life Cycle Assessment,LCA）25

2.5.5.5 为环境设计（Design for Environment,DfE）26

2.5.5.6 延伸生产者的责任27

2.5.5.7 生态工业园28

2.5.5.8 产品导向的环境政策29

2.5.5.9 生态效益30

2.5.6 工业生态学的实践应用31

2.5.6.1 机电产品绿色制造32

2.5.6.2 工业生态学理论在材料方面的应用33

3.1　煤的结构、组成和分类34

3.1.1 煤结构模型的发展34

第3章　煤炭能源工业生态学理论34

3.1.2　煤的组成及其性质37

3.1.3 煤的分类40

3.2　煤矿与环境的关系41

3.3　煤炭能源工业生态学理论和方法42

3.3.1 定义和研究框架42

3.3.2　能量系统理论44

3.3.2.1 热力学第一定律45

3.3.2.2 热力学第二定律及？分析46

3.3.2.4 热力学第四定律51

3.3.2.3 热力学第三定律51

3.3.2.5 热力学第五定律52

3.3.2.6 热力学第六定律52

3.3.3 系统集成优化理论53

3.3.3.1 物质集成53

3.3.3.2 能量集成57

3.3.3.3 水集成60

3.3.3.4 信息集成61

3.3.4 项目技术经济性的评价62

3.3.4.1 投资回收期法62

3.3.4.2 净现值法62

3.3.5.1 生命周期成本评估方法63

3.3.4.3 内部收益率63

3.3.5 生命周期成本评估63

3.3.5.2 生命周期成本评估案例65

3.3.6 生命周期评价方法在煤利用技术中的应用67

3.3.6.1 生命周期评价方法67

3.3.6.2 不同煤利用技术的生命周期评价71

3.3.7 工业代谢75

3.3.7.1 工业代谢分析简介75

3.3.7.2 工业代谢分析案例76

3.3.8 不同尺度煤利用系统的能值分析76

3.3.8.1 能值分析理论与方法77

3.3.8.2 能值分析案例79

3.3.9 煤炭可持续利用政策理论85

第4章　煤炭的洁净利用技术87

4.1　煤炭清洁开采87

4.1.1 煤矿开采合理规划87

4.1.2 矿井水的资源化及污染控制88

4.1.2.1 尽量减少矿井水涌出的开采技术88

4.1.2.2 矿井水清污分流排放、矿井水资源化技术89

4.1.2.3　减少矿井水的污染89

4.1.3 控制或减少煤矸石排出量89

4.1.4.1 矿井废气抽放与利用90

4.1.4.2 采用控制炸药爆破造成废气污染环境的开采技术90

4.1.4 减少控制矿井废气和粉尘排放90

4.1.4.3 严格控制井下煤炭的自燃91

4.1.5 控制地面沉陷的开采技术91

4.1.5.1　特殊开采法91

4.1.5.2 离层带高压充填法92

4.1.6 煤炭地下气化采煤新技术92

4.2　煤炭加工92

4.2.1 跳汰选煤93

4.2.2 重介质选煤95

4.2.3 浮游选煤95

4.3　煤的气化技术96

4.3.1 煤气化97

4.3.1.1 煤气化的分类98

4.3.1.2 流化床气化法及其典型气化炉99

4.3.1.3 气流床气化法及其典型气化炉104

4.3.1.4 中国的煤气化技术110

4.3.2 整体煤气化联合循环IGCC114

4.3.2.1 IGCC的技术特点和工艺组成114

4.3.2.2 经济性和环境特性116

4.3.2.3 IGCC示范电站116

4.4　煤基多联产技术127

4.3.2.4 发展IGCC技术对中国具有重要意义127

4.4.1 多联产系统类型129

4.4.1.1 简单并联型多联产系统130

4.4.1.2　综合并联型多联产系统131

4.4.1.3 简单串联型多联产系统132

4.4.1.4 综合串联性多联产系统133

4.4.1.5 串并联综合型多联产系统134

4.5　国外环境友好的能源系统135

4.6　煤的液化技术137

4.6.1.1 煤直接液化的基本原理138

4.6.1　煤的直接液化138

4.6.1.2 煤直接液化的一般工艺过程139

4.6.1.3 几种典型的煤直接液化工艺140

4.6.2 煤的间接液化141

4.6.2.1 经典F-T合成的基本原理及工艺特点142

4.6.2.2 几种间接液化的典型工艺145

4.6.3 煤间接液化和煤直接液化比较147

第5章 以煤炭利用企业为核心的生态工业园150

5.1 生态工业园（Eco-Industrial Park,EIP）定义及特征150

5.2　生态工业园及其研究进展151

5.3.1.2 基本原则154

5.3.1.1 指导思想154

5.3.1 园区规划的指导思想和基本原则154

5.3　生态工业园的生态规划方法154

5.3.1.3 园区规划的步骤155

5.3.1.4 园区的规划方法和技术156

5.3.1.5 生态工业园区中的企业孵化器160

5.3.1.6 生态工业园区规划文本的编制160

5.4 以煤炭利用企业为核心的生态工业园161

5.4.1 火电厂生态工业园161

5.4.1.1 火电厂末端治理状况及分析162

5.4.1.2 独立运行火电厂的生态企业层次的措施及分析163

5.4.1.3 火电厂生态工业园164

5.4.1.4 火电厂生态工业园的发展概况和研究进展166

5.4.1.5 火电厂生态工业园的建设方案167

5.4.1.6 多联产生态工业园（网）170

5.4.2 煤炭资源全生命周期集成优化利用模式173

5.5 以煤炭利用企业为核心的生态工业园的生态规划175

5.6 以煤炭利用企业为核心的生态工业园的评价指标体系176

5.6.1 以煤炭利用企业为核心的生态工业园区发展评价指标体系设计原则176

5.6.2 以煤炭利用企业为核心的生态工业园的评价指标构成177

5.6.3 以煤炭利用企业为核心的生态工业园区发展评价指标体系框架设计178

5.6.4 火电厂生态工业园可持续发展评价指标权重的确定181

5.6.5.2　评价等级与隶属函数182

5.6.5.1 隶属度的概念182

5.6.5 模糊综合评价方法与模型182

5.6.5.3 隶属函数及子目标模糊评价矩阵183

5.6.5.4 单因素模糊评价矩阵及综合评价结果183

5.7　火电厂生态工业园的系统动力学模拟184

5.7.1 火电厂生态工业园的因果关系图184

5.7.2 火电厂生态工业园的各子系统的流图和方程式185

5.7.2.1 人口子系统185

5.7.2.2 产业子系统187

5.7.2.3　环境资源子系统188

5.7.2.4 园区收入子系统189

5.8.1 规划原则190

5.7.2.5 科技创新、环境生态质量对系统影响的考虑190

5.8　实例：朔州火电厂生态工业园的生态规划190

5.8.2 总体目标191

5.8.3 现状分析191

5.8.4 朔州火电厂生态工业园生态规划193

5.8.4.1 朔州火电厂生态工业园工业生态系统规划194

5.8.4.2 朔州火电厂生态工业园的景观生态建设197

5.8.4.3 朔州火电厂生态工业园的管理199

5.8.5 朔州火电厂生态工业园的系统动力学模拟调控199

5.8.6 朔州火电厂生态工业园的能值分析203

参考文献207