本发明涉及可再生能源技术领域，特别是一种生物质冷热电碳气肥多产品智能输出系统。
背景技术：
生物质能源被认为是一种潜在的替代化石能源的有效途径。首先，生物质是一种清洁的能源，尽管被作为燃料燃烧时释放二氧化碳，但其在生长过程中吸收环境中的二氧化碳，构成了以绿色植物为纽带的碳循环系统，维持了地球生态中的碳平衡，理论上实现了二氧化碳零排放，从而能从根本上缓解因温室气体排放(主要是co2)所导致的全球变暖和海平面升高等全球性环境问题;而且生物质含硫和氮的量与煤相比很低，作为能源能有效减少化石燃料燃烧产生的so2、nxoy(氮氧化物)等污染物的排放。其次，生物质作为碳源可以直接提炼液体燃料或者通过其他技术(物理、生物或化学等)转化成能源和化学品。再次，生物质资源储量丰富、分布广泛、种类和形态多样且可再生。
生物质气化是将生物质在高温下与气化剂(空气、富氧性气体等)发生热解、氧化和还原等反应而转化为气体燃料的过程。生物质气化的能源转化率高，转化后易于管道输送而且燃烧效率高。
同时人民生活质量的提高，对能源供给形式提出了更高的要求，居民生活中不仅需要燃气、电能、同时还需要供暖和供冷，另外可产生高附加值的生物质炭和木醋液，同样可以对工农业生产带来原材料。
目前，能源多联产系统产品形式少。现有技术中生物质多联产系统多涉及两到三个能源产品形式，产品少，附加值低，不利于技术的推广和应用。能源形式的输出可控选择性差。现有技术能源输出的选择性较差，甚至没有输出产品的选择输出，系统定型后仅能输出固定两三种能源产品。能源利用率低。现有技术由于能源产品单一，很多副产物都作为废物丢弃，这样既造成了能源利用的浪费，又造成环境的污染。系统性差，现有技术多集中于某单一设备或单一环节，鲜少成系统的研究能源多产品智慧输出。环境污染高，现有多联产技术仍然存在烟气排放超标污染环境等问题。
中国专利申请号：cn201410573068.9公开的整体热解-烟气联合循环的生物质多联产装备和方法，主要包括预处理系统、干燥系统、调温系统、整体热解炉、综合燃烧炉、燃气净化系统、炭成型系统、储气柜和太阳能集热器。其特征是：预处理系统连接干燥系统，干燥系统连接整体热解炉和燃气净化系统，整体热解炉连接燃气净化系统、炭成型系统和综合燃烧炉，燃气净化系统连接储气柜和综合燃烧炉，储气柜连接综合燃烧炉和用户管网，综合燃烧炉连接整体热解炉。具有“热解-热解气裂解-固体炭脱焦”功能三合一的、整体化的、反应过程可控的特点，能够连续高效生产高热值燃气以及高温炭、木焦油、木醋液等产品。实现充分裂解生物质，有效控制产品质量的目的。但是，该技术的产品仍然较少，满足不了用户的多种能源需求，特别是用户的用电、用热、用冷需求。
另外，中国专利申请号：cn201110345197.9公开的一种生物质分布式冷热电多联产能源系统：技术方案包括物质燃烧器、斯特林发动机、热交换器、发电机及吸收式制冷机，由生物质燃烧器产生的烟气经净化后进入斯特林发动机，产生的动力通过输出轴为发电机提供动力产生电能，产生的废热气通过热废气管进入吸收式制冷机制冷、制热，冷却水通过热交换器预热空气及提供热水，实现冷、热、电多联产。该方案阐述了一种利用生物质合成气进行燃烧发电和余热锅炉进行余热回收供热并进行吸收式制冷装置进行供冷的装置，但该技术和方案，虽然提高了能量利用率，但总体成本很高，对于进一步大规模推广，经济型不高。同时该发明申请仅仅提供了冷热电三种能源产品形式，能源形式不多，并且生物质副产物没有及时处理，带来了污染和设备运行的不稳定性。
综上所述之技术，总是存在成本太高，没法同时满足用户用能的多种需求，或者不能根据具体实际情况作出最优运行调节，实现不了智能控制。
技术实现要素：
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种生物质冷热电碳气肥多产品智能输出系统，可以实现六种能源产品的输出，多产品输出满足了用户用能的多种需求，同时多产品也提高了能量利用率和降低了成本，增加高附加值产品，经济效益可观。另外，本发明通过智能装置实现了智能控制，最大化的输出用户急需的能源，有利于实现最优运行的调节。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种生物质冷热电碳气肥多产品智能输出系统，包括：
制炭模块，用于将生物质制成生物质炭和燃气；
制肥模块，与制炭模块相连，用于将燃气中的可凝气体和不可凝气体分离，然后将可凝气体回收制得作为生物液体肥料的木醋液产品；
制气模块，与制肥模块相连，用于将制肥模块分离的不可凝气体净化制得生物质燃气产品；
制电模块，与制气模块相连，用于将制气模块制得的生物质燃气产品与空气混合通入内燃机，进行燃烧做功，内燃机带动发电机进行发电，从而得到产品电能；
制热模块，与制电模块和制炭模块相连，用于将制电模块的内燃机产生的高温烟气和制炭模块制的燃气引入制热模块进行水循环换热后制得热水产品；
制冷模块，与制热模块相连，用于将制热模块制得的热水产品引入制冷模块进行制冷循环制得冷水产品，并将热水回送制制热模块内。
进一步的技术方案为，还包括分别与制炭模块、制肥模块、制气模块、制电模块、制热模块和制冷模块连接的控制模块，所述控制模块为计算机。
进一步的技术方案为，所述制炭模块包括螺旋给料器、固定床气化炉，螺旋给料器的进料口用于加入生物质，螺旋给料器的出料口与固定床气化炉的进料口连接，固定床气化炉一侧连接有用于向固定床气化炉内通入空气的第一风机，螺旋给料器、第一风机与计算机连接由计算机控制第一风机和螺旋给料器的启停，生物质在固定床气化炉内反应生成生物质炭和燃气，生物质炭通过固定床气化炉下料口排出。
进一步的技术方案为，所述制肥模块包括冷凝器、焦油液体处理装置，所述冷凝器的烟气进口通过第二风机连接固定床气化炉下部将固定床气化炉内生成的燃气通入冷凝器内，第二风机出口与冷凝器的烟气进口之间连接第一电磁阀，冷凝器的烟气出口通过气液分离器与焦油液体处理装置入口相连，气液分离器的气体入口与冷凝器的烟气出口相连，气液分离器的液体出口与焦油液体处理装置的入口相连，冷凝器将燃气中的可凝气体冷凝成液体并通过气液分离器将液体分离出并通入焦油液体处理装置内生成木醋液产品，焦油液体处理装置底部出料口连接第一泵输出木醋液产品，冷凝器的烟气出口内的不可凝气体经气液分离器分离后从气液分离器气体出口通入制气模块；第二风机、第一电磁阀、气液分离器、第一泵分别与计算机连接，计算机用于控制第二风机、气液分离器和第一泵的启停，以及用于控制第一电磁阀的通断。
进一步的技术方案为，所述制气模块包括燃气净化器、储气罐，所述燃气净化器入口与气液分离器气体出口连接，燃气净化器将燃气净化后通入储气罐，所述储气罐顶端连接第三风机输出生物质燃气产品，储气罐底部连接第三电磁阀，第三电磁阀出口连接第七风机的进风口；第三风机、第七风机、第三电磁阀分别与计算机连接，计算机用于控制第三风机和第七风机的启停，以及用于控制第三电磁阀的通断。
进一步的技术方案为，所述制电模块包括内燃机和由内燃机驱动的发电机组，内燃机的燃烧室入口通过第四风机与储气罐顶部连接用于向内燃机的燃烧室中通入燃气，同时内燃机的燃烧室入口通过第六风机送入空气，内燃机工作带动发电机组发电并输出产品电能；第四风机、第六风机分别与计算机连接，计算机用于控制第四风机、第六风机的启停。
进一步的技术方案为，所述制热模块包括补燃型烟气锅炉和第二泵，补燃型烟气锅炉的燃烧室入口与第七风机的出风口和/或通过第二电磁阀与第二风机的出风口连接，内燃机的烟气出口连接第五风机将内燃机的高温烟气通入补燃型烟气锅炉，第二泵的进水口连接自来水，第二泵的出水口连接补燃型烟气锅炉的进水口和内燃机套缸进水口，内燃机套缸的出水口与补燃型烟气锅炉的进水口连接，补燃型烟气锅炉底部输出热水产品；第二泵、第二电磁阀、第五风机分别与计算机连接，计算机用于控制第二泵、第五风机的启停，以及用于控制第二电磁阀的通断。
进一步的技术方案为，所述制冷模块包括热水型溴化锂制冷机，热水型溴化锂制冷机的热水进口与补燃型烟气锅炉底部输出热水产品连接，热水型溴化锂制冷机的冷水出口输出冷水产品，热水型溴化锂制冷机的温热水出口与补燃型烟气锅炉的进水口连接。
与现有技术相比，通过本发明可以实现六种能源产品的输出，多产品输出满足了用户用能的多种需求，同时多产品也提高了能量利用率和降低了成本，增加高附加值产品，经济效益可观。另外，本发明通过智能装置实现了智能控制，最大化的输出用户急需的能源，有利于实现最优运行的调节。
附图说明
图1为本发明的整体系统图。
图2为本发明的固定床气化炉的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本实施例的一种生物质冷热电碳气肥多产品智能输出系统，包括：
制炭模块，用于将生物质制成生物质炭和燃气；
制肥模块，与制炭模块相连，用于将燃气中的可凝气体和不可凝气体分离，然后将可凝气体回收制得作为生物液体肥料的木醋液产品；
制气模块，与制肥模块相连，用于将制肥模块分离的不可凝气体净化制得生物质燃气产品；
制电模块，与制气模块相连，用于将制气模块制得的生物质燃气产品与空气混合通入内燃机，进行燃烧做功，内燃机带动发电机进行发电，从而得到产品电能；
制热模块，与制电模块和制炭模块相连，用于将制电模块的内燃机产生的高温烟气和制炭模块制的燃气引入制热模块进行水循环换热后制得热水产品；
制冷模块，与制热模块相连，用于将制热模块制得的热水产品引入制冷模块进行制冷循环制得冷水产品，并将热水回送制制热模块内。
控制模块，分别与制炭模块、制肥模块、制气模块、制电模块、制热模块和制冷模块连接，所述控制模块为计算机23。
本实施例中，所述制炭模块包括螺旋给料器1、固定床气化炉2，螺旋给料器1的进料口用于加入生物质，螺旋给料器1的出料口与固定床气化炉2的进料口连接，固定床气化炉2一侧连接有用于向固定床气化炉2内通入空气的第一风机3，螺旋给料器1、第一风机3与计算机23连接由计算机23控制第一风机3和螺旋给料器1的启停，生物质在固定床气化炉2内反应生成生物质炭和燃气，生物质炭通过固定床气化炉2下料口排出；固定床气化炉2的原理图如图2所示，固定床气化炉2内部由上至下分为原料层201、热解层202、氧化层203、还原层204、冷却层205，生物质原料207进入原料层201后，空气208作为气化剂，原料层201上部的温度调整为20-200度，原料层201中的生物质原料中自由水和结合水蒸发出去；热解层202：200-600℃，原料在缺氧的条件下裂解产生大量可燃气(co，h2，ch4等)、炭、生物质提取液；氧化层203：600-800℃，
生物质炭与气化剂反应，c+o2→co2，2c+o2→2co；还原层204：800-600℃，还原反应，c+h2o=co+h2，co+h2o=co2+h2，c+co2=2co，c+2h2=ch4，co2+h2=2co+h2o，经过固定床气化炉2的处理最终得到生物质炭206和燃气的气液混合物。当然，本实施例中的固定床气化炉2也可用流化床或循环流化床进行替代。
本实施例中，所述制肥模块包括冷凝器6、焦油液体处理装置8，所述冷凝器6的烟气进口通过第二风机4连接固定床气化炉2下部将固定床气化炉2内生成的燃气通入冷凝器6内，第二风机4出口与冷凝器6的烟气进口之间连接第一电磁阀5，冷凝器6的烟气出口通过气液分离器7与焦油液体处理装置8入口相连，气液分离器7的气体入口与冷凝器6的烟气出口相连，气液分离器7的液体出口与焦油液体处理装置8的入口相连，冷凝器6将燃气中的可凝气体冷凝成液体并通过气液分离器7将液体分离出并通入焦油液体处理装置8内生成木醋液产品，焦油液体处理装置8底部出料口连接第一泵9输出木醋液产品，冷凝器6的烟气出口内的不可凝气体经气液分离器7分离后从气液分离器7气体出口通入制气模块；第二风机4、第一电磁阀5、气液分离器7、第一泵9分别与计算机23连接，计算机23用于控制第二风机4、气液分离器7和第一泵9的启停，以及用于控制第一电磁阀5的通断。
本实施例中，所述制气模块包括燃气净化器10、储气罐11，所述燃气净化器10入口与气液分离器7气体出口连接，燃气净化器10将燃气净化后通入储气罐11，所述储气罐11顶端连接第三风机12输出生物质燃气产品，储气罐11底部连接第三电磁阀13，第三电磁阀13出口连接第七风机14的进风口；第三风机12、第七风机14、第三电磁阀13分别与计算机23连接，计算机23用于控制第三风机12和第七风机14的启停，以及用于控制第三电磁阀13的通断。
本实施例中，所述制电模块17包括内燃机和由内燃机驱动的发电机组，内燃机的燃烧室入口通过第四风机15与储气罐11顶部连接用于向内燃机的燃烧室中通入燃气，同时内燃机的燃烧室入口通过第六风机16送入空气，内燃机工作带动发电机组发电并输出产品电能；第四风机15、第六风机16分别与计算机23连接，计算机23用于控制第四风机15、第六风机16的启停。
本实施例中，所述制热模块包括补燃型烟气锅炉20和第二泵19，补燃型烟气锅炉20的燃烧室入口与第七风机14的出风口和/或通过第二电磁阀22与第二风机4的出风口连接，内燃机的烟气出口连接第五风机18将内燃机的高温烟气通入补燃型烟气锅炉20，第二泵19的进水口连接自来水，第二泵19的出水口连接补燃型烟气锅炉20的进水口和内燃机套缸进水口，内燃机套缸的出水口与补燃型烟气锅炉20的进水口连接，补燃型烟气锅炉20底部输出热水产品；第二泵19、第二电磁阀22、第五风机18分别与计算机23连接，计算机23用于控制第二泵19、第五风机18的启停，以及用于控制第二电磁阀22的通断。
本实施例中，所述制冷模块包括热水型溴化锂制冷机21，热水型溴化锂制冷机21的热水进口与补燃型烟气锅炉20底部输出热水产品连接，热水型溴化锂制冷机21的冷水出口输出冷水产品，热水型溴化锂制冷机21的温热水出口与补燃型烟气锅炉20的进水口连接。
通过上述实施例的实施，本发明可以实现以下功能，具体为：
产品1生物质炭的实现：该功能由制炭模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向固定床气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，固定床气化炉下料口将会积累一定量的生物质炭，可以通过旋风分离器底部将生物质炭引出到炭容器中。
产品2生物肥的实现：该功能由制肥模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，通过第二风机将燃气通入到冷凝器中，经过冷凝器冷凝作用，燃气中的焦油等可凝气体被冷凝成液体，通过气液分离器分离出液体然后通入到焦油液体处理装置，经过酸碱反应、稀释以及蒸馏等工序，可得到作为生物液体肥料的木醋液产品。
产品3生物质燃气的实现：该功能由制气模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，通过第二风机将燃气通入到冷凝器中，经过冷凝器冷凝作用，燃气中的焦油等可凝气体被冷凝成液体，不可凝的合成气被引入到燃气净化器，经净化后的燃气进入储气罐进行存储，得到生物质燃气产品，通过第三风机可直接通入用户侧使用。
产品4电能的实现：该功能由制电模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，通过第二风机将燃气通入到冷凝器中，经过冷凝器冷凝作用，燃气中的焦油等可凝气体被冷凝成液体，不可凝的合成气被引入到燃气净化器，经净化后的燃气进入储气罐进行存储，通过第四风机引入到燃气内燃机，同时空气经过第五风机通入到燃气内燃机，进行燃烧做功，内燃机带动发电机组进行发电，从而得到产品电能。
产品5热能的实现：该功能由制热模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，通过第二风机将燃气通入到冷凝器中，经过冷凝器冷凝作用，燃气中的焦油等可凝气体被冷凝成液体，不可凝的合成气被引入到燃气净化器，经净化后的燃气进入储气罐进行存储，通过第四风机引入到燃气内燃机，同时空气经过第五风机通入到燃气内燃机，燃烧后的烟气经过第六风机引入到补燃型烟气锅炉，通过补燃型烟气锅炉进行余热回收；同时储气罐中的燃气经过电磁阀控制的第七风机通入到补燃型烟气锅炉，进行燃气燃烧补充烟气温度；同时固定床气化炉产生的燃气可经风机、电磁阀、供气管道直接进入补燃型烟气锅炉燃烧，用以提高烟气温度；另外内燃机外套缸内的冷却水经吸热后通入补燃型烟气锅炉进行换热，换热后内燃机套缸的出水口与补燃型烟气锅炉的进水口连接，将热水通入补燃型烟气锅炉经多次换热后向外提供热水为用户供暖。
产品6冷能的实现：该功能由制冷模块实现。生物质通过螺旋给料器进入到固定床气化炉内进行气化，同时通过第一风机向气化炉通入一定量的空气作为气化剂，经过一定时间气化后，通过第二风机将燃气通入到冷凝器中，经过冷凝器冷凝作用，燃气中的焦油等可凝气体被冷凝成液体，不可凝的合成气被引入到燃气净化器，经净化后的燃气进入储气罐进行存储，通过第四风机引入到燃气内燃机，同时空气经过第五风机通入到燃气内燃机，燃烧后的烟气经过第六风机引入到补燃型烟气锅炉，通过补燃型烟气锅炉进行余热回收，同时储气罐中的燃气经过电磁阀控制的第七风机通入到补燃型烟气锅炉，通过补燃型烟气锅炉进行余热回收，同时储气罐中的燃气经过电磁阀控制的第七风机通入到补燃型烟气锅炉，进行燃气燃烧补充烟气温度，另外内燃机外套缸内的冷却水经吸热后通入补燃型烟气锅炉进行换热，换热后又通入内燃机外套缸内。热水型溴化锂制冷机开启吸收式制冷循环系统，将吸收量供给吸收式制冷循环，吸收式制冷循环系统向外提供冷水，为用户提供冷能。
功能1春秋季优化工况的调节：通过计算机打开螺旋给料系统，调节第一风机控制空气进入量，调节生物质气化时的空气过量系数，根据预设工况进行运行，调节生物质炭出口门阀进行间歇式出碳，打开第一泵和气液分离器，进行液体处理生产木醋液，打开第四风机和第五风机，控制燃气内燃机和发电机进行发电，输出电力产品。同时打开第二泵和第六风机，控制补燃型烟气锅炉进行余热回收，为用户提供热能。为了优化产能，此工况可以进行分类优化。
功能2夏季供冷工况的调节：通过控制器打开螺旋给料系统，调节第一风机控制空气进入量，调节生物质气化时的空气过量系数，根据预设工况进行运行，调节生物质炭出口门阀进行间歇式出碳，打开第一泵和气液分离器，进行液体处理生产木醋液，打开第四风机和第五风机，控制燃气内燃机和发电机进行发电，输出电力产品。同时打开第二泵和第六风机，同时打开第二电磁阀或第三电磁阀和第七风机，向补燃型烟气锅炉通入燃气并进行燃烧，控制补燃型烟气锅炉进行余热回收，控制热水型溴化锂制冷机打开吸收式制冷循环进行制冷，向用户提供冷水以达到制冷的目的。
功能3冬季供暖工况的调节：通过控制器打开螺旋给料系统，调节风机1控制空气进入量，调节生物质气化时的空气过量系数，根据预设工况进行运行，调节生物质炭出口门阀进行间歇式出碳，打开第一泵和气液分离器，进行液体处理生产木醋液，打开风机4和风机5，控制燃气内燃机和发电机进行发电，输出电力产品。同时打开泵3和风机6，同时打开电磁阀和风机7，向补燃型烟气锅炉通入燃气并进行燃烧，控制补燃型烟气锅炉进行余热回收，将补燃型烟气锅炉获得的热水提供给用户以达到供暖的目的。
功能4根据实际情况进行调节：通过计算机控制来调节系统中的各风机、泵、阀门以及各设备来达到设定最优工况，满足不同需求。该功能包括以下几种工况和方案。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。