本发明属于生物质综合利用技术领域，具体的是涉及一种生物质综合利用系统及综合利用方法。
背景技术：
目前，我国大多数地区主要采取两种方法处理农林废弃物，即垃圾场填埋，或焚烧。这两种办法既不符合环保要求，又浪费资金。因此，寻求农林废弃物无害化处理及能源化利用，对节约自然资源、防止环境污染、实现生态经济良性循环具有重要意义。
目前，天然气消费需求持续旺盛，“煤改气”新增需求集中释放，部分地区峰谷差将进一步拉大，但天然气供应面临储气调峰设施不足、管网互联互通不足等制约，天然气供需形势较为严峻。如遇持续低温天气，矛盾将更为突出。据了解，2030年，中国天然气需求量将从现在的1400亿立方米达到4000亿立方米，其中生产与进口预计2000亿立方米，煤制气1500亿立方米，缺口约500亿立方米。
技术实现要素：
农林废弃物是一种生物质原料，可以用来炭化裂解生产生物质燃气和生物质炭。生物质燃气可以弥补天然气等燃气不足的问题，但是生物质燃气存在热值低的问题。
本发明的目的是提供一种以生物质原料进行生物质炭化产气、产炭的生物质综合利用系统，以及该生物质综合利用系统对应的综合利用方法，该综合利用系统和方法能够解决生物质燃气热值低的问题，弥补天然气等燃气的短缺。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种生物质综合利用系统，包括炭化单元、净化处理单元、混气单元、生物质炭再利用单元，其中：生物质原料在炭化单元进行炭化联产得到生物质燃气和生物质炭，生物质燃气经过净化处理单元的净化处理后得到纯净的生物质燃气，纯净的生物质燃气与其他可燃气在混气单元进行混合后输送给用户使用，得到的生物质炭在生物质炭再利用单元进行再利用。
更进一步的，混气单元包括第一储气罐、可燃气储气罐、气体混合罐、控制器以及第二储气罐；其中，生物质燃气经过净化处理单元得到的纯净的生物质燃气储存在第一储气罐中；可燃气储存在可燃气储气罐中；控制器控制第一储气罐中纯净的生物质燃气的流量以及可燃气储气罐中可燃气的流量，并输送纯净的生物质燃气以及可燃气到气体混合罐中进行混气，混合后的气体储存在第二储气罐中。
更进一步的，可燃气储气罐和/或第二储气罐中的气体供给工业用户和/或居民用户使用。
更进一步的，生物质炭再利用单元包括利用生物质炭制肥用于土壤修复以及直接将生物质炭用于土壤修复。
更进一步的，土壤修复后进行农业生产得到生物质原料。
优选的，其他可燃气为天然气、液化石油气、焦炉煤气、水煤气、空气煤气、转炉煤气、高炉煤气、叶岩气、可燃冰中的一种或几种。
一种上述生物质综合利用系统的生物质综合利用方法，包括如下步骤：
(1)将生物质原料加入炭化单元中，再将空气通入炭化单元，控制炭化温度及空气流量进行生物质原料炭化联产得到生物质燃气和生物质炭；
(2)将步骤(1)中炭化后得到的生物质燃气通入净化处理单元，对生物质燃气进行净化处理，得到纯净的生物质燃气；
(3)将步骤(2)中得到的纯净的生物质燃气与其他可燃气在混气单元进行混合，并将混合后的气体输送给用户使用；
(4)将步骤(1)中炭化后得到的生物质炭通过生物质炭再利用单元进行再利用。
更进一步的，步骤(3)中纯净的生物质燃气与其他可燃气进行混合的具体步骤如下：
(1)将可燃气热值、生物质燃气热值输入到控制器中，并将混气后的目标热值输入到控制器中；
(2)通过控制器分析计算得出可燃气流量与生物质燃气流量；
(3)根据可燃气热值、生物质燃气热值、可燃气流量及生物质燃气流量，测混合气热值是否满足目标热值，若满足目标热值，则控制器控制可燃气与生物质燃气输送相应流量到气体混合罐中；若不满足目标热值，则控制器继续调节可燃气流量与生物质燃气流量，直到满足目标热值。
更进一步的，步骤(4)中生物质炭的再利用包括利用生物质炭制肥用于土壤修复以及直接将生物质炭用于土壤修复。
优选的，其他可燃气为天然气、液化石油气、焦炉煤气、水煤气、空气煤气、转炉煤气、高炉煤气、叶岩气、可燃冰中的一种或几种。
优选的，生物质燃气与其他可燃气的混合比例为0.01～100:1。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明通过生物质热裂解联产生物质燃气、生物质炭，并将生物质燃气与其他高热值的可燃气进行混合后再利用，克服了生物质燃气热值低的缺陷，解决了天然气等燃气不足的问题，同时利用生物质炭进行修复土壤，开发利用了农林废弃物，实现了生物质的综合利用，提高了生物质原料的利用价值以及转换率，改善了城乡居民生活环境。土壤修复后再种植农作物，得到健康绿色的食品，保证了城乡居民的健康。
2、本发明在控制器中输入生物质燃气热值、可燃气热值以及目标热值，通过控制器分析计算达到目标热值所需要的可燃气流量与生物质燃气流量，并将其他可燃气与生物质燃气进行混合后再供给用户使用，解决了低热值的生物质燃气、高热值的其他可燃气体在单独燃烧时效率低的问题，同时还节约了不可再生资源。
3、使用本发明中的生物质综合利用系统，每1吨农林废弃物炭化产生的生物质燃气的热值相当于0.5吨标准煤的热值；较1吨农林废弃物直接填埋处理或燃烧，减少1.3吨碳的排放量、减少12公斤SO2的排放量、以及减少3.5公斤NOx的排放量，保护了生态环境，同时还实现了可再生能源的充分利用。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1：本发明一种生物质综合利用系统的系统示意图；
图2：本发明一种生物质综合利用方法中纯净的生物质燃气与其他可燃气进行混合的操作步骤。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种生物质综合利用系统的系统示意图。该生物质综合利用系统，包括炭化单元、净化处理单元、混气单元、生物质炭再利用单元。其中，生物质原料在炭化单元进行炭化联产得到生物质燃气和生物质炭，生物质燃气经过净化处理单元的净化处理后得到纯净的生物质燃气，纯净的生物质燃气与其他可燃气在混气单元进行混合后输送给用户使用，得到的生物质炭在生物质炭再利用单元进行再利用。
如图1所示，混气单元包括第一储气罐、可燃气储气罐、气体混合罐、控制器以及第二储气罐。其中，生物质燃气经过净化处理单元得到的纯净的生物质燃气储存在第一储气罐中；可燃气储存在可燃气储气罐中；控制器控制第一储气罐中纯净的生物质燃气的流量以及可燃气储气罐中可燃气的流量，并输送纯净的生物质燃气以及可燃气到气体混合罐中进行混气，混合后的气体储存在第二储气罐中。
其中，所述控制器可以为本领域公知的各种能够实现对储气罐流量的调整控制的仪器设备，优选的，控制器可以是PLC控制器。
如图1所示，可燃气储气罐和/或第二储气罐中的气体供给工业用户和/或居民用户使用。
如图1所示，生物质炭再利用单元包括利用生物质炭制肥用于土壤修复以及直接将生物质炭用于土壤修复。土壤修复后进行农业生产得到生物质原料以及更加安全健康的食品，供人们食用，保证了食品健康与卫生。
针对本实施例中的生物质综合利用系统，给出其对应的生物质综合利用方法，包括如下步骤：
(1)将生物质原料加入炭化单元中，再将空气通入炭化单元，控制炭化温度及空气流量进行生物质原料炭化联产得到生物质燃气和生物质炭；
(2)将步骤(1)中炭化后得到的生物质燃气通入净化处理单元，对生物质燃气进行净化处理，得到纯净的生物质燃气，并储存在第一储气罐中；
(3)将步骤(2)中得到的纯净的生物质燃气与存放在可燃气储气罐中的其他可燃气在气体混合罐中进行混合，混合后的气体储存在第二储气罐中，其中，可燃气储气罐以及第二储气罐中的气体均可以输送给工业和/或居民用户使用；
(4)将步骤(1)中炭化后得到的生物质炭通过生物质炭再利用单元制肥用于土壤修复以及直接将生物质炭用于土壤修复。在已经得到修复后的土壤上进行农业生产，可得到绿色、健康、安全的食品，同时还能得到生物质原料，生物质原料可以继续在本实施例中的生物质综合利用系统中作为原料循环进行综合利用。
本发明通过生物质热裂解联产生物质燃气、生物质炭，并将生物质燃气与其他高热值的可燃气进行混合后再利用，克服了生物质燃气热值低的缺陷，解决了天然气等燃气不足的问题，同时利用生物质炭进行修复土壤，开发利用了农林废弃物，实现了生物质的综合利用，提高了生物质原料的利用价值以及转换率，改善了城乡居民生活环境。土壤修复后再种植农作物，得到健康绿色的食品，保证了城乡居民的健康。
如图2所示，步骤(3)中纯净的生物质燃气与其他可燃气进行混合的具体步骤如下：
(1)将可燃气热值、生物质燃气热值输入到控制器中，并将混气后的目标热值输入到控制器中；
(2)通过控制器分析计算达到目标热值所需要的可燃气流量与生物质燃气流量；
(3)根据可燃气热值、生物质燃气热值、可燃气流量及生物质燃气流量，测混合气热值是否满足目标热值，若满足目标热值，则控制器控制可燃气与生物质燃气输送相应流量到气体混合罐中；若不满足目标热值，则控制器继续调节可燃气流量与生物质燃气流量，直到满足目标热值。
将其他可燃气与生物质燃气进行混合后再供给用户使用，解决了低热值的生物质燃气、高热值的其他可燃气体在单独燃烧时效率低的问题，同时还节约了不可再生资源。
优选的，其他可燃气为天然气、液化石油气、焦炉煤气、水煤气、空气煤气、转炉煤气、高炉煤气、叶岩气、可燃冰中的一种或几种。
优选的，生物质燃气与其他可燃气的混合比例为0.01～100:1。
如，1立方米的生物质燃气热值为2000大卡，1立方米的天然气的热值为8000大卡，设定1立方米的混合燃气的目标热值为4000大卡，则，生物质燃气与天然气的混合比例为0.5:0.375，即：1.33:1。
利用本发明的生物质综合利用系统和方法，每1吨农林废弃物炭化产生的生物质燃气的热值相当于0.5吨标准煤的热值，较1吨农林废弃物直接填埋处理或燃烧，减少1.3吨碳的排放量、减少12公斤SO2的排放量、以及减少3.5公斤NOx的排放量，由此可见保护了生态环境，同时还实现了可再生能源的充分利用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。