生物质是唯一可转化为液体燃料的可再生碳源。利用生物质制取高品位液体燃料,实现化石燃料的部分替代,将有助于缓解日益严峻的能源和环境问题。目前开展的生物质热解-提质制取车用液体燃料经济技术研究结果表明,该路线具备一定的经济性,应用前景广阔。本文开展了该路线中制氢过程和系统换热网络的优化研究,并对生物质热解-提质系统进行可用能分析,揭示系统中的薄弱环节,为系统优化提供依据。制氢过程优化研究比较了水蒸气重整(SR)和吸附强化重整(SESR)两种制氢方式的产物情况,并对两种系统进行了可用能分析。结果表明,SESR反应器可获得更高的氢气纯度和产率。在S/C为3、450 ℃-600 ℃范围内,SESR反应器出口气相产物中H2干基含量超过98.67%、产率超过98.54%。同时,研究的工况内SESR反应器中没有焦炭生成。SR和SESR制氢系统可用能效率分别为61.80%和66.80%。两种制氢系统中的可用能损失主要是内部可用能损失。产物对比和可用能分析均表明SESR制氢方式更优。换热网络优化研究考察了热容流率随温度的变化对夹点分析结果的影响,基于夹点设计原则获得了最大能量回收换热网络,进而通过能量松弛法对换热网络进行调整,减少换热单元数目。结果表明,相比未考虑热容流率随温度的变化,考虑该变化后,夹点位置和共用工程目标值都有较大改变。相比热集成前,最终获得换热网络使得系统冷、热公用工程耗量分别降低58.72%和33.08%。最后对采用吸附强化重整方式提供氢源的生物质热解-加氢提质系统进行可用能分析,对比了系统热集成前后的可用能效率,分析了系统可用能损失情况。结果表明,系统进行热集成后,以提质油、焦炭和提质过程产生的轻质气体作为目标产物时,可用能效率为69.61%,高于未进行热集成的结果(63.04%)。系统可用能损失以内部可用能损失为主。