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一种耦合化学链反应及CO2分离捕集的高效低能耗氢电热冷多联产系统，包括化学链气化重整单元A、气体处理净化单元B、化学链制氢单元C以及联合循环发电和多联产单元D；所述化学链气化重整单元与气体处理净化单元连接，所述气体处理净化单元与化学链制氢单元、联合循环发电和多联产单元连接，所述化学链制氢单元与联合循环发电和多联产单元连接。以及提供一种耦合化学链反应及CO2分离捕集的高效低能耗的氢电热冷多联产方法。本发明利用含碳燃料的化学链反应制备高纯H2并同时捕集CO2，结合燃料电池、燃气‑蒸汽联合循环、吸收式制冷装置等构建了一种氢电热冷多联产系统及方法。具有投资小、能耗与成本低、效率高、用途广的优点。