本书聚焦煤基多联产系统技术概念设计与经济性评价，提供了在运行的煤基多联产系统工程实例。从煤基多联产的概念、多联产系统的发展变迁和多联产系统所涉及关键技术和主要工艺单元技术的介绍，到煤基多联产系统理论基础研究，对多联产系统建设过程中工艺的配置、产品的选择及相关的系统特性进行了优化与评价分析，对我国多联产系统技术发展中存在的问题、面临的机遇和挑战进行了分析与总结，提出在当前能源环境条件下适于我国社会经济发展的多联产系统技术解决方案。
本书可供煤炭清洁转化和能源化工研究方向的生产单位、相关科研部门、高等院校研究人员和师生参考。
李文英，太原理工大学教授，曾获教育部长江学者奖励计划特聘教授、国家第二批“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、中国青年科技奖获得者、教育部创新团队带头人全国三八红旗手等荣誉称号。围绕煤炭清洁高效转化利用方向，一直从事煤化学化工基础和煤炭资源化技术集成系统研究。包括：煤的物理化学结构与煤热解气化反应性、低阶煤热解与高效转化过程设计、煤基液体产物深加工提质精制、煤制清洁燃料/化学品催化剂研制及工艺开发、基于CO2排放约束的煤基多联产系统过程优化。作为主要完成人获国家自然科学奖二等奖、国家科学技术进步奖二等奖、教育部高等学校自然科学奖一等奖、山西省高等学校科技进步奖一等奖等8项。作为项目负责人主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、教育部创新团队项目等30余项；在国内外学术刊物及学术会议上发表研究论文300余篇；授权中国国家发明专利35件；出版著作2部，参编2部。
1煤基多联产概述001
1.1煤基多联产的定义001
1.2煤基热电多联产的发展001
1.3煤基热电多联产的分类004
1.3.1蒸汽轮机热电联产004
1.3.2燃气轮机热电联产005
1.3.3燃气轮机-蒸汽轮机联合循环热电联产006
1.3.4核电-热电耦合联产008
1.3.5燃料电池热电联产系统009
1.3.6煤气-燃气轮机-蒸汽轮机整体联合循环发电011
1.3.7我国热电联产存在的问题015
1.3.8热电联产发展前景与展望016
1.4煤基热电化多联产系统019
1.4.1热电化多联产系统的技术特点019
1.4.2热电化多联产系统的基本类型020
1.4.2.1热电化多联产系统的结构分类020
1.4.2.2原料结构形式不同的多联产分类及特性022
1.4.2.3产品结构形式不同的多联产分类及特性027
1.4.2.4能源耦合形式不同的多联产分类及特性028
1.4.3热电化多联产系统存在的问题029
1.4.4热电化多联产发展前景与展望030
1.4.4.1世界热电化多联产主要发展趋势030
1.4.4.2我国热电化多联产主要发展趋势031
参考文献032
2煤基多联产的单元和共性技术034
2.1热解技术034
2.1.1热解工艺发展现状034
2.1.2褐煤热解工艺的关键问题及改进036
2.1.2.1煤热解焦油产率和品质的调控036
2.1.2.2热解过程煤焦破碎和粉尘夹带的管控038
2.1.2.3从化学反应工程角度认知煤热解工艺中的问题038
2.1.3多联产系统煤热解技术的选择039
2.1.4多联产系统煤热解工艺的选择044
2.2煤气化技术047
2.2.1煤气化技术发展047
2.2.2多联产系统煤气化技术的选择049
2.2.3多联产系统煤气化工艺的选择050
2.3高温除尘技术054
2.4合成气制备的重整单元055
2.4.1CO2/CH4重整反应对能量的利用效果057
2.4.2重整反应条件对转化率的影响057
2.4.3催化剂060
2.4.3.1催化剂积炭过程及种类062
2.4.3.2化学链式CO2消炭循环的催化剂再生工艺063
2.4.4反应机理066
2.5高温脱硫技术067
2.5.1高温脱硫在整个多联产系统中的地位067
2.5.2高温脱硫技术的新方法、新技术068
2.5.3高温脱硫技术目前存在的问题及展望070
2.6气体分离技术071
2.7产品选择及其在联产过程中的特点076
2.7.1化工产品选择076
2.7.2联产过程技术特点079
2.7.3液体燃料/化学品合成在多联产系统中的作用与地位082
2.7.4化学品的选择及费-托合成技术084
2.7.5液体燃料的选择及合成技术087
2.7.5.1高温煤焦油加氢制取液体燃料088
2.7.5.2中低温煤焦油加氢制取液体燃料089
参考文献090
3煤基多联产系统理论分析096
3.1多联产系统集成优化理论基础096
3.1.1多联产系统中“组分对口，分级转化”原理098
3.1.2多联产系统中“温度（品位）对口，梯级利用”理念099
3.1.3多联产系统物理能与化学能综合梯级利用100
3.1.4多联产系统能量转换与污染物控制一体化原理101
3.2多联产系统的协同效应与节能减排潜力102
3.3多联产系统全生命周期可持续评价分析105
3.3.1评价体系107
3.3.2评价指标107
3.3.2.1能量方面107
3.3.2.2环境方面108
3.3.2.3经济方面108
3.3.2.4技术方面110
3.3.2.5社会方面111
3.4多联产系统中工艺匹配及优化需考虑的问题111
3.5双气头多联产系统的优化与评价112
3.6关键单元工艺和参数优化115
3.6.1元素利用率π元素函数的建立115
3.6.2能量利用率ε能量函数的建立116
3.6.3约束条件的选择与优化117
3.6.3.1重整反应温度的优化118
3.6.3.2重整反应压力的优化120
3.6.3.3重整反应空速的优化122
3.6.3.4焦炉煤气与气化煤气流量比的优化123
3.6.3.5未反应气循环倍率的优化124
3.6.3.6重整单元CO2+CH4转化率对系统效率的影响125
3.6.3.7优化后系统整体性能表现126
参考文献127
4煤基多联产系统技术及工程129
4.1热电化多联产工程实例——兖矿集团煤气化发电与甲醇联产系统129
4.1.1设备装置及关键技术131
4.1.2投运情况与经济效益138
4.2液体燃料及化学品多联产工程实例——“双气头”煤基多联产系统138
4.2.1气化煤气/焦炉煤气合成醇醚燃料流程的经济评价138
4.2.2多联产系统和单产系统的经济性比较143
4.2.3生产规模对流程经济性的影响144
4.2.3.1生产规模与流程固定投资的关系144
4.2.3.2不同生产规模流程的经济性比较145
4.2.3.3产品生产成本和生产规模的关系146
4.2.4产品生产成本敏感性分析147
4.3其他液体燃料及化学品多联产工程实例148
4.4多联产系统的概念设计与评价149
4.4.1高低温费-托合成联产系统的概念设计149
4.4.1.1高低温费-托合成工艺耦合的基础理论依据150
4.4.1.2高低温费-托多联产系统目标产品151
4.4.1.3高低温费-托联产系统的关键参数影响152
4.4.1.4高低温费-托联产系统全生命周期评价154
4.4.2煤热解焦油与制取合成气一体化（CCSI）的概念设计与评价156
4.4.2.1反应机理156
4.4.2.2工艺流程156
4.4.2.3应用前景157
4.4.3固体热载体褐煤热解-气化多联产系统概念设计与评价158
4.4.3.1褐煤固体热载体热解-气化耦合系统简介158
4.4.3.2褐煤固体热载体热解-气化耦合系统工艺条件分析与选择160
4.4.3.3褐煤固体热载体热解-气化耦合系统经济性分析163
4.4.3.4褐煤固体热载体热解-气化耦合系统综合性能评价164
4.4.4煤化学链气化多联产系统概念设计与评价165
4.4.4.1煤化学链气化多联产系统简介165
4.4.4.2煤化学链气化联产电力系统166
4.4.4.3煤化学链气化氢气/电力联产系统166
4.4.4.4煤化学链气化氢气/电力/化学品多联产系统167
4.4.4.5煤化学链气化耦合温室气体CO2裂解联产合成气及CO系统168
4.4.4.6氧化钼辅助煤化学链气化联合循环发电系统169
4.4.5煤焦油精制燃料和化学品联产系统概念设计与评价171
4.4.5.1工艺流程171
4.4.5.2主要单元172
4.4.5.3系统评价173
参考文献175
5煤炭资源低碳化利用技术179
5.1低碳经济提出的背景和意义179
5.2CO2减排方案181
5.2.1避免CO2排放181
5.2.2CO2捕集与封存182
5.2.2.1CO2捕集182
5.2.2.2CO2封存183
5.2.3碳清除184
5.3煤基多联产中CO2的转化利用184
5.3.1CO2作为气化剂生产合成气185
5.3.2CO2加氢转化186
5.3.3CO2/CH4重整制合成气187
5.3.4CO2制羧酸188
5.4多能耦合减排CO2系统189
5.4.1生物质能-煤基低碳能源系统190
5.4.2风能/光能-煤基低碳能源系统191
5.4.3核能-煤基低碳能源系统192
参考文献193
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