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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IGCC 114

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