借助系统集成和过程革新,煤基化工—动力多联产系统在化工(液体燃料)生产、能源利用与环境保护的领域交叉层面寻求煤炭资源高效洁净利用的有效途径与方法,逐步成为能源领域可持续发展的核心技术,具有广阔的发展前景。本文依托国家重点基础研究发展规划等重要科研项目,针对多联产系统开拓与集成中的核心科学问题,开展系统集成基础理论、系统特殊规律以及新系统开拓等三个方面研究。 研究多联产系统集成理论与化学能梯级利用原理。首先系统阐述“组分对口、分级转化”、“品位对口、梯级利用”与“清洁能源生产与污染物控制一体化”的多联产系统集成原则思路;然后深入探讨多联产系统集成理论中的核心问题—化学能品位梯级利用机理,从分析关键过程之间的化学能利用关联关系入手揭示系统内化学能品位变化规律,以能的品位梯级利用为核心建立了表征多联产系统化学能利用收益的梯级利用特征方程。 研究分析若干典型煤基甲醇—动力多联产系统,探讨现有并联型多联产系统的性能提升潜力与主要改进措施;侧重分析串联型多联产系统集成特点,探讨联产系统组分转化与能量转换耦合集成机理,凝炼多联产系统集成的关键整合要素和相应集成特征变量,揭示集成特征变量对系统性能的影响规律。概括不同集成类型多联产系统的性能提升情景,体现多联产系统集成原则,为多联产系统开拓与设计提供理论支持。 研究提出无合成气成分调整、未反应气适度循环的串联型甲醇—动力多联产新系统。探讨新系统中组分转化与能量转换利用间的耦合关系和集成原理,通过无合成气成分调整与未反应气适度循环的有机结合,实现了多联产系统性能的大幅度提高,新系统相对节能率可达15%,体现了多联产系统组分转化与