“绿色”和“发展”是时代进步永恒的主题。加速推进能源转型,发展清洁能源利用技术是我国完成“双碳”目标的重要突破点。作为世界第四大能源,生物质能源不仅是一种可再生资源,而且是唯一一种可通过技术手段生成液体燃料的可再生碳源,利用生物质能源部分取代化石能源能够加速推进我国实现能源转型。多联产技术是一种优势明显的能源综合梯级利用技术,能够将化工生产与动力系统有机耦合,实现碳源利用技术的高效化、清洁化,具备广泛的发展潜力。本研究重点对多联产系统进行热力学分析,从多联产系统的耦合与优化角度入手,以Aspen Plus流程模拟软件搭载Office excel为主要手段,计算并分析生物质基液体燃料-动力串联型多联产系统能量利用情况以及环境保护效益。以方案分析的方式,详细分析了钴基催化剂＆部分循环（Case1）和铁基催化剂＆部分循环（Case2）两种集成方式的物质转换以及能量转移和利用。获得的主要研究结果如下:1、子系统模拟。依托能量综合梯级利用理论搭建了生物质基液体燃料-动力串联型多联产系统,该系统由化工生产系统与动力系统二者串联而成。化工生产系统:生物质气化单元、变换单元、净化单元、Fisher-Tropsch（FT）合成单元与油品精制单元。动力生产系统:燃气轮机、蒸汽轮机以及余热锅炉等工艺单元。借助Aspen Plus软件对上述各子单元进行模拟和计算。2、多联产建模计算与优化。设计了两种系统集成方案。一是经过变换单元调节氢碳比以满足费托合成需要的钴基＆部分循环方案（Case1）,二是不经过变换单元,粗合成气直接进入净化单元脱去酸性气体的铁基＆部分循环方案（Case2）。重点分析了催化剂类型以及循环比大小对系统的影响规律,并对系统热效率、（火用）效率等热力学性能进行了分析。利用碳排放率以及碳捕集率两项指标,分析该系统的环境效益。结果表明,从能量利用角度来看:（1）生物质基串联型多联产系统能够实现能量的综合梯级利用;（2）Case1具有更高的热效率与（火用）效率,分别为50.66%、46.99%,相较于Case2具有的最大值44.02%、40.37%,分别高出6.64%和6.62%;（3）两种方案中,产油量、热效率、（火用）效率均在循环比最大时取得最高值,即产油量、热效率、（火用）效率与循环比r呈正相关,循环比的增大有利于提高系统热效率;发电量与循环比r呈负相关。（4）两种方案的C、H利用率相差不大,在最大循环比条件下,Case1 C、H利用率分别为28.47%、63.89%,较之Case2分别高出2.12%、6.46%。考察了多联产各子系统的能量分布情况,分析了能量损失的主要原因。结果表明:串联型多联产系统的热损失主要来自于气化单元以及联合循环发电单元,这些单元的能量损失率均大于40%。其主要原因有以下几点:（1）气化阶段:a.生物质颗粒在气化炉中发生一系列化学反应,这些化学反应具有传质与传热均不可逆的性质,造成能量损失;b.激冷过程中的热损失是由于一系列物理过程的不可逆性以及传质和传热的不可逆性造成的。c.气化过程产生的低温固态灰渣以及未燃尽碳未加以利用,导致热损失。（2）IGCC阶段:因为化学能与电能之间能值差较大,化学能向电能转化造成较大的能量损失。水煤气变换单元与净化单元能量损失较少,因为这些单元仅发生化学（火用）之间的转换,且副产蒸汽,降低了能量损失。环境保护效益方面,重点分析了系统碳捕集率以及碳排放率两项指标。结果表明,（1）Case2捕集的碳主要来自于净化单元与FT合成单元,铁基催化剂具有CO2选择性,因循环比的增大,Case2碳捕集率也会随之变化,呈线性增长趋势。Case1碳捕集主要发生在净化单元,循环比的变化不会影响该单元,因此该方案碳捕集率与循环比没有直接关系,并不会随之变化。（2）两种方案碳排放率均随循环比增加而减少,这是由于系统碳排放主要发生在联合循环发电单元,PSA尾气与油品加工精制单元干气发生燃烧反应产生CO2,因此碳排放率与该气体组成有直接关系。随循环比r的增大,FT合成工段CO总转化率增大,导致进入联合循环发电单元燃料气中C含量降低,产生更少的CO2,从而导致碳排放率与循环比r呈负相关。（3）Case2中进入燃气轮机的尾气组成中CO含量较之钴基＆部分循环方案高,因此会导致更高的碳排放率,14.71%,较之Case1高5.86%。