煤炭在我国能源消费结构中占主体地位，为我国社会经济的发展做出了重要贡献，但传统的煤炭利用方式也造成了严重的环境污染。因而，发展清洁高效的煤炭利用技术迫在眉睫。煤气化制氢是实现煤炭高效清洁利用的一种重要方式，同时也是解决我国氢气需求与供给矛盾的一个有效途径。煤气化技术是整个煤制氢流程的核心，灰熔聚流化床气化作为气化技术的重要组成部分，具有处理煤种范围广、氧耗低和造价成本低等优点。因此，本文设计了一个以灰熔聚流化床煤气化技术为核心的制氢系统，依据文献资料和技术成熟度对该系统的相关单元进行了工艺选择，并对该系统进行了能源、经济和环境方面的综合分析与评价。　　首先，本文依据灰熔聚流化床气化炉的实际运行数据，建立了灰熔聚流化床气化炉的BPNN神经网络预测模型，引入PSO算法对BPNN预测模型进行优化改进，并应用BPNN-PSO模型对灰熔聚流化床气化炉的气化性能进行了预测。研究结果表明，BPNN模型的预测精度随着隐含层神经元数的增加而提高;不同的输出变量具有不同的最佳隐含层神经元数和传递函数;BPNN-PSO模型预测精度优于BPNN模型，PSO算法可有效改进BPNN模型;BPNN-PSO模型可对灰熔聚流化床气化炉的气化性能进行有效预测。　　其次，本文依据文献资料及技术成熟度对煤处理量为3000吨/天（单台气化炉500吨/天）的灰熔聚流化床煤气化制氢系统进行了工艺选择，并在Aspen中建立了各个单元的模拟流程，得到了相关物流模拟数据，为进行热力学效率、经济性能及环境影响方面的分析奠定了基础。　　在流程模拟的基础上，对该系统进行了能量效率、有效能效率、氢煤比、产氢速率及电耗等方面的分析，并考察了氧煤比、蒸汽煤比、氧气进料温度及煤种对系统性能的影响。结果表明，煤种为阳城无烟煤时，系统的氢煤比、能量效率及有效能效率分别为0.096 kg/kg、46.52％和43.92％;整个系统总有效能损失为405 MW，气化单元有效能损失最大，占系统总有效能损失的36.99％，存在较大优化空间;氢煤比、能量效率及有效能效率随着氧煤比的增加而减少，随着氧气进料温度和蒸汽煤比的增加而增加;氢煤比最大的煤种为晋城无烟煤1#，能量效率和有效能效率最大的煤种均为晋城无烟煤2#。　　利用总投资、生产成本、投资回收期、净现值和投资利润率等技术经济指标对该系统进行了经济评价，并研究了规模效应、二氧化碳捕集率、煤炭价格和氢气价格对系统经济性能的影响。分析结果表明，该系统的总投资、生产成本、制氢成本、投资回收期、净现值和投资利润率分别为2676.06×106 CNY、938.64×106CNY/年、10.84 CNY/kg、3.39年、6226.73×106 CNY和22.30％;系统的盈利能力均随着生产规模和氢气市场价格的增加而增加，均随着二氧化碳捕集率和煤炭价格的增加而下降。　　最后，建立了该系统的生命周期评价模型，对该系统的主要能源消耗、温室气体排放和水资源消耗情况进行了分析。计算结果表明，考虑CO2捕集时整个生命周期内的主要能源消耗和水资源消耗均大于不考虑CO2捕集时的主要能源消耗和水资源消耗，主要能源消耗最大的为原煤，其次为原油，最小为天然气;考虑CO2捕集时整个生命周期内的温室气体排放量远小于不考虑CO2捕集时的温室气体排放量，温室气体排放量最大的为CO2，其次为CH4，最小为N2O。