本書聚焦煤基多聯產系統技術概念設計與經濟性評價，提供了在運行的煤基多聯產系統工程實例。從煤基多聯產的概念、多聯產系統的發展變遷和多聯產系統所涉及關鍵技術和主要工藝單元技術的介紹，到煤基多聯產系統理論基礎研究，對多聯產系統建設過程中工藝的配置、產品的選擇及相關的系統特性進行了優化與評價分析，對我國多聯產系統技術發展中存在的問題、面臨的機遇和挑戰進行了分析與總結，提出在當前能源環境條件下適于我國社會經濟發展的多聯產系統技術解決方案。
本書可供煤炭清潔轉化和能源化工研究方向的生產單位、相關科研部門、高等院校研究人員和師生參考。
李文英，太原理工大學教授，曾獲教育部長江學者獎勵計劃特聘教授、國家第二批“萬人計劃”科技創新領軍人才、科技部中青年科技創新領軍人才、中國青年科技獎獲得者、教育部創新團隊帶頭人全國三八紅旗手等榮譽稱號。圍繞煤炭清潔高效轉化利用方向，一直從事煤化學化工基礎和煤炭資源化技術集成系統研究。包括：煤的物理化學結構與煤熱解氣化反應性、低階煤熱解與高效轉化過程設計、煤基液體產物深加工提質精制、煤制清潔燃料/化學品催化劑研制及工藝開發、基于CO2排放約束的煤基多聯產系統過程優化。作為主要完成人獲國家自然科學獎二等獎、國家科學技術進步獎二等獎、教育部高等學校自然科學獎一等獎、山西省高等學校科技進步獎一等獎等8項。作為項目負責人主持國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金項目、教育部創新團隊項目等30余項；在國內外學術刊物及學術會議上發表研究論文300余篇；授權中國國家發明專利35件；出版著作2部，參編2部。
1煤基多聯產概述001
1.1煤基多聯產的定義001
1.2煤基熱電多聯產的發展001
1.3煤基熱電多聯產的分類004
1.3.1蒸汽輪機熱電聯產004
1.3.2燃氣輪機熱電聯產005
1.3.3燃氣輪機-蒸汽輪機聯合循環熱電聯產006
1.3.4核電-熱電耦合聯產008
1.3.5燃料電池熱電聯產系統009
1.3.6煤氣-燃氣輪機-蒸汽輪機整體聯合循環發電011
1.3.7我國熱電聯產存在的問題015
1.3.8熱電聯產發展前景與展望016
1.4煤基熱電化多聯產系統019
1.4.1熱電化多聯產系統的技術特點019
1.4.2熱電化多聯產系統的基本類型020
1.4.2.1熱電化多聯產系統的結構分類020
1.4.2.2原料結構形式不同的多聯產分類及特性022
1.4.2.3產品結構形式不同的多聯產分類及特性027
1.4.2.4能源耦合形式不同的多聯產分類及特性028
1.4.3熱電化多聯產系統存在的問題029
1.4.4熱電化多聯產發展前景與展望030
1.4.4.1世界熱電化多聯產主要發展趨勢030
1.4.4.2我國熱電化多聯產主要發展趨勢031
參考文獻032
2煤基多聯產的單元和共性技術034
2.1熱解技術034
2.1.1熱解工藝發展現狀034
2.1.2褐煤熱解工藝的關鍵問題及改進036
2.1.2.1煤熱解焦油產率和品質的調控036
2.1.2.2熱解過程煤焦破碎和粉塵夾帶的管控038
2.1.2.3從化學反應工程角度認知煤熱解工藝中的問題038
2.1.3多聯產系統煤熱解技術的選擇039
2.1.4多聯產系統煤熱解工藝的選擇044
2.2煤氣化技術047
2.2.1煤氣化技術發展047
2.2.2多聯產系統煤氣化技術的選擇049
2.2.3多聯產系統煤氣化工藝的選擇050
2.3高溫除塵技術054
2.4合成氣制備的重整單元055
2.4.1CO2/CH4重整反應對能量的利用效果057
2.4.2重整反應條件對轉化率的影響057
2.4.3催化劑060
2.4.3.1催化劑積炭過程及種類062
2.4.3.2化學鏈式CO2消炭循環的催化劑再生工藝063
2.4.4反應機理066
2.5高溫脫硫技術067
2.5.1高溫脫硫在整個多聯產系統中的地位067
2.5.2高溫脫硫技術的新方法、新技術068
2.5.3高溫脫硫技術目前存在的問題及展望070
2.6氣體分離技術071
2.7產品選擇及其在聯產過程中的特點076
2.7.1化工產品選擇076
2.7.2聯產過程技術特點079
2.7.3液體燃料/化學品合成在多聯產系統中的作用與地位082
2.7.4化學品的選擇及費-托合成技術084
2.7.5液體燃料的選擇及合成技術087
2.7.5.1高溫煤焦油加氫制取液體燃料088
2.7.5.2中低溫煤焦油加氫制取液體燃料089
參考文獻090
3煤基多聯產系統理論分析096
3.1多聯產系統集成優化理論基礎096
3.1.1多聯產系統中“組分對口，分級轉化”原理098
3.1.2多聯產系統中“溫度（品位）對口，梯級利用”理念099
3.1.3多聯產系統物理能與化學能綜合梯級利用100
3.1.4多聯產系統能量轉換與污染物控制一體化原理101
3.2多聯產系統的協同效應與節能減排潛力102
3.3多聯產系統全生命周期可持續評價分析105
3.3.1評價體系107
3.3.2評價指標107
3.3.2.1能量方面107
3.3.2.2環境方面108
3.3.2.3經濟方面108
3.3.2.4技術方面110
3.3.2.5社會方面111
3.4多聯產系統中工藝匹配及優化需考慮的問題111
3.5雙氣頭多聯產系統的優化與評價112
3.6關鍵單元工藝和參數優化115
3.6.1元素利用率π元素函數的建立115
3.6.2能量利用率ε能量函數的建立116
3.6.3約束條件的選擇與優化117
3.6.3.1重整反應溫度的優化118
3.6.3.2重整反應壓力的優化120
3.6.3.3重整反應空速的優化122
3.6.3.4焦爐煤氣與氣化煤氣流量比的優化123
3.6.3.5未反應氣循環倍率的優化124
3.6.3.6重整單元CO2+CH4轉化率對系統效率的影響125
3.6.3.7優化后系統整體性能表現126
參考文獻127
4煤基多聯產系統技術及工程129
4.1熱電化多聯產工程實例——兗礦集團煤氣化發電與甲醇聯產系統129
4.1.1設備裝置及關鍵技術131
4.1.2投運情況與經濟效益138
4.2液體燃料及化學品多聯產工程實例——“雙氣頭”煤基多聯產系統138
4.2.1氣化煤氣/焦爐煤氣合成醇醚燃料流程的經濟評價138
4.2.2多聯產系統和單產系統的經濟性比較143
4.2.3生產規模對流程經濟性的影響144
4.2.3.1生產規模與流程固定投資的關系144
4.2.3.2不同生產規模流程的經濟性比較145
4.2.3.3產品生產成本和生產規模的關系146
4.2.4產品生產成本敏感性分析147
4.3其他液體燃料及化學品多聯產工程實例148
4.4多聯產系統的概念設計與評價149
4.4.1高低溫費-托合成聯產系統的概念設計149
4.4.1.1高低溫費-托合成工藝耦合的基礎理論依據150
4.4.1.2高低溫費-托多聯產系統目標產品151
4.4.1.3高低溫費-托聯產系統的關鍵參數影響152
4.4.1.4高低溫費-托聯產系統全生命周期評價154
4.4.2煤熱解焦油與制取合成氣一體化（CCSI）的概念設計與評價156
4.4.2.1反應機理156
4.4.2.2工藝流程156
4.4.2.3應用前景157
4.4.3固體熱載體褐煤熱解-氣化多聯產系統概念設計與評價158
4.4.3.1褐煤固體熱載體熱解-氣化耦合系統簡介158
4.4.3.2褐煤固體熱載體熱解-氣化耦合系統工藝條件分析與選擇160
4.4.3.3褐煤固體熱載體熱解-氣化耦合系統經濟性分析163
4.4.3.4褐煤固體熱載體熱解-氣化耦合系統綜合性能評價164
4.4.4煤化學鏈氣化多聯產系統概念設計與評價165
4.4.4.1煤化學鏈氣化多聯產系統簡介165
4.4.4.2煤化學鏈氣化聯產電力系統166
4.4.4.3煤化學鏈氣化氫氣/電力聯產系統166
4.4.4.4煤化學鏈氣化氫氣/電力/化學品多聯產系統167
4.4.4.5煤化學鏈氣化耦合溫室氣體CO2裂解聯產合成氣及CO系統168
4.4.4.6氧化鉬輔助煤化學鏈氣化聯合循環發電系統169
4.4.5煤焦油精制燃料和化學品聯產系統概念設計與評價171
4.4.5.1工藝流程171
4.4.5.2主要單元172
4.4.5.3系統評價173
參考文獻175
5煤炭資源低碳化利用技術179
5.1低碳經濟提出的背景和意義179
5.2CO2減排方案181
5.2.1避免CO2排放181
5.2.2CO2捕集與封存182
5.2.2.1CO2捕集182
5.2.2.2CO2封存183
5.2.3碳清除184
5.3煤基多聯產中CO2的轉化利用184
5.3.1CO2作為氣化劑生產合成氣185
5.3.2CO2加氫轉化186
5.3.3CO2/CH4重整制合成氣187
5.3.4CO2制羧酸188
5.4多能耦合減排CO2系統189
5.4.1生物質能-煤基低碳能源系統190
5.4.2風能/光能-煤基低碳能源系統191
5.4.3核能-煤基低碳能源系統192
參考文獻193
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