CN117402657A - 一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体公开了一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统，太阳能辅助生物质气化子系统主要用于产生热能和氮气供给氨合成子系统，氨合成子系统用于根据氮气和水生成氨气，发电子系统用于将太阳能辅助生物质气化子系统产生的直流电转化成交流电以及根据氨合成子系统输出的烟气和第一混合气体进行发电，余热回收子系统主要用于将其他三个系统产生的余热进行回收，用于制冷、制热、发电。本发明配置合理，能够充分发挥各个子系统的特点，实现了生物能的梯级利用，提高了生物能的利用率，形成了输出有电、热、冷和氨的联产系统。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源利用技术领域，尤其涉及一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统。
背景技术
氨是一种应用于化工与现代农业中的重要原料。由于氨具有高能量密度、在液态时便于储存和运输、无碳排放和含氢量高等优点，被考虑作为一种可持续的未来能源载体。目前全球约90％的氨是通过哈伯-博世制氨工艺合成的，其中氢气在高温(400-450℃)和高压(15-25MPa)下与氮气发生催化反应。其次，生产氨的反应原料中96％的氢气由化石燃料产生，因此每生产一吨氨会产生约2.86吨二氧化碳。再者，哈伯-博世工艺所需的高压压缩占总投资成本的50％。此外，每吨氨产生1.9吨至16.7吨的二氧化碳。因此，开发低能耗、低二氧化碳排放和高效率的氨合成工艺是实现氨能源利用的基础。为了有效降低氨合成过程的能源消耗和二氧化碳排放，研究者们在开发新型制氨方法方面已经进行了大量研究。如有机金属催化、光催化、电化学方法、风耦合催化和化学链制氨工艺。通过采用电制氨工艺实现超过74％的最高系统效率，远高于生物质制氨(44％)和甲烷制氨(61％)，然而受限于电堆成本和电价，电转氨工艺目前经济性不高。然而，氢气的生产仍然是合成氨的一大挑战，反应热力学和动力学之间的矛盾仍然存在。针对现有的技术问题，如何提出一种基于生物能的化学链制氨与冷热电联产系统耦合的多联产系统是该技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，解决的技术问题在于：如何提供一种经济性较高的冷热电氨多联产系统。
为解决以上技术问题，本发明提供一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统；
所述太阳能辅助生物质气化子系统包括顺序连接的太阳能集热器、生物质气化器、气化产品分离器和固体氧化物燃料电池；所述太阳能集热器将太阳能转化成热能作用于所述生物质气化器；所述生物质气化器用于在热能作用下对输入的蒸汽、空气和生物质进行气化反应，得到气化产物输入所述气化产品分离器；所述气化产品分离器将输入的气化产物进行气固分离，并将得到的小部分气体产物输入所述固体氧化物燃料电池，得到的大部气化产物和固体产物分输入所述氨合成子系统；所述固体氧化物燃料电池接收小部分气体产物以产生直流电、氮气和第一烟气分别输入所述发电子系统、所述氨合成子系统和所述余热回收子系统；
所述氨合成子系统接收大部气化产物、固体产物、氮气，并加入三氧化二铝作为催化剂，加入水和空气，先进行吸氮反应，再进行释氮反应，得到氨气，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体及热水输入所述发电子系统，得到以二氧化碳为主的第二混合气体输入所述余热回收子系统；
所述发电子系统利用输入的第一混合气体及热水进行发电，产生交流电，产生第二烟气输入所述余热回收子系统；
所述余热回收子系统接收所述发电子系统发电过程中产生的第二烟气、所述第一烟气和所述第一混合气体，并利用有机朗肯循环系统产生交流电输入所述发电子系统，以及产生第三烟气用于制冷制热。
具体的，所述余热回收子系统包括有机朗肯循环系统、双效吸收式制冷/制热机组和生活热装置，所述第二烟气、所述第一烟气和所述第一混合气体输入所述有机朗肯循环系统得到交流电和第三烟气分别输入所述发电子系统和所述双效吸收式制冷/制热机组，所述双效吸收式制冷/制热机组利用所述第三烟气进行制冷或制热，并得到第四烟气输入所述生活热装置；所述生活热装置利用所述第四烟气对常温水进行加热。
具体的，所述氨合成子系统包括吸氮反应模块、除碳模块和释氮反应模块；所述吸氮反应模块包括合成气燃烧反应器、空气压缩机、第一换热器、吸氮反应器、第一气固分离器；所述空气压缩机将空气压缩进所述合成气燃烧反应器，所述合成气燃烧反应器将所述大部气化产物在空气中进行燃烧产生热能作用于所述第一换热器，所述第一换热器在所述合成气燃烧反应器产生的热能作用下将所述气化产品分离器产生的固体产物和所述固体氧化物燃料电池产生的氮气和三氧化二铝进行加热后输入所述吸氮反应器仅将剩余热能输入所述释氮反应模块；吸氮反应器进行吸氮反应，后将气固混合产物输入所述第一气固分离器中进行气固分离，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体和包括碳、氮化铝和三氧化二铝的第一混合固体分别输入所述发电子系统和所述除碳模块；
所述除碳模块用于除去所述第一混合固体中的碳得到包括碳和氮化铝的第二混合固体输入所述释氮反应模块；
所述释氮反应模块用于释放所述第二混合固体中氮化铝中的氮生成氨气。
具体的，所述除碳模块包括第二换热器、除碳反应器、第二气固分离器，所述第二换热器的第一输入端接收所述第一气固分离器得到的第一混合固体和空气，所述第二换热器的第二输入端接收常温水，所述第二换热器的第一输出端输出第一混合固体和空气至所述除碳反应器，所述第二换热器的第二输出端输出热水至所述释氮反应模块；所述除碳反应器用于在空气下燃烧所述第一混合固体，并将所得输入所述第二气固分离器；所述第二气固分离器将包括二氧化碳和剩余空气成分的第二混合气体输入所述有机朗肯循环系统，将包括氮化铝和三氧化二铝的除碳固体输入所述释氮反应模块。
具体的，所述释氮反应模块包括第三换热器、释氮反应器和蒸馏塔，所述第三换热器的第一输入端接收所述除碳固体和所述第二换热器输出的热水，所述第三换热器的第二输入端接收所述第一换热器输出的热能，所述第三换热器的第一输出端输出水蒸汽和所述除碳固体至所述释氮反应器，所述第三换热器的第二输出端输出第五烟气至所述发电子系统；水蒸汽和所述除碳固体在所述释氮反应器中进行反应，得到液相产物输入所述蒸馏塔，同时得到固相产物三氧化二铝；所述蒸馏塔对所述液相产物进行蒸馏，得到氨气。
具体的，所述吸氮反应器中的吸氮反应用化学反应式表示为：
Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO
其中，Al2O3为三氧化二铝的化学式，C为碳的化学式，N2为氮气的化学式，AlN为氮化铝的化学式，CO为一氧化碳的化学式；
所述释氮反应器的释氮反应用化学反应式表示为：
2AlN+3H2O→Al2O3+2NH3
其中，H2O为水的化学式，NH3为氨气的化学式。
具体的，所述发电子系统包括发电机和公共电网，所述发电机接收所述第三换热器输出的热水和所述第一混合气体用于发出交流电输入所述公共电网，并将发电中产生的烟气输入所述有机朗肯循环系统。
具体的，所述有机朗肯循环系统包括蒸发器、微型燃气轮机、冷凝器和有机工质泵，所述有机朗肯循环系统中的有机工质为F245FA、异戊烷、异己烷、甲苯、环己烷中的至少一种。
具体的，所述太阳能集热器为所述生物质气化器提供200℃的温度；所述第一换热器为所述吸氮反应器提供1500℃～1800℃的温度；所述第二换热器为所述除碳反应器提供950℃的温度；所述第三换热器为所述释氮反应器提供800℃～1000℃的温度。
具体的，所述气化产品分离器分离得到的气体产物80％输入所述合成气燃烧反应器，20％输入所述固体氧化物燃料电池。
本发明提供的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统，太阳能辅助生物质气化子系统主要用于产生热能和氮气供给氨合成子系统，氨合成子系统用于根据氮气和水生成氨气，发电子系统用于将太阳能辅助生物质气化子系统产生的直流电转化成交流电以及根据氨合成子系统输出的烟气和第一混合气体进行发电，余热回收子系统主要用于将其他三个系统产生的余热进行回收，用于制冷、制热、发电。本发明将氨合成子系统、太阳能辅助生物质气化子系统、余热回收子系统和发电子系统结合在一起，配置合理，能够充分发挥冷热电氨联产系统中各个子系统的特点，实现了生物能的梯级利用，提高了生物能的利用率，形成了输出有电、热、冷和氨的联产系统，提高了太阳能驱动生物质气化实现冷热电氨联产系统的效率和稳定性，提高了系统的灵活性，降低了氨合成的碳排放，适用于小型工业、商业及民用场景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统的结构图。
附图标记：1-太阳能集热器，2-生物质气化器，3-气化产品分离器，4-固体氧化物燃料电池，5-合成气燃烧反应器，6-空气压缩机，7-第一换热器，8-吸氮反应器，9-第一气固分离器，10-第二换热器，11-除碳反应器，12-第二气固分离器，13-第三换热器，14-释氮反应器，15-蒸馏塔，16-发电机，17-蒸发器，18-微型燃气轮机，19-冷凝器，20-有机工质泵，21-生活热装置，22-公共电网。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
本发明实施例提供一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，如图1的结构图所示，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统四个子系统。太阳能辅助生物质气化子系统主要用于利用太阳能、生物质、燃料电池为其他子系统提供热能、氮气和直流电，氨合成子系统主要用于合成氨气，发电子系统主要用于利用其他系统输出的直流电、热水、第一混合气体(主要是一氧化碳)进行发电，余热回收子系统用于对其他系统产生的热能进行回收，用于制冷、制热。
具体的，如图1所示，太阳能辅助生物质气化子系统包括顺序连接的太阳能集热器1、生物质气化器2、气化产品分离器3和固体氧化物燃料电池4；太阳能集热器1将太阳能转化成热能作用于生物质气化器2；生物质气化器2用于在热能作用下对输入的蒸汽、空气和生物质进行气化反应，得到气化产物输入气化产品分离器3；气化产品分离器3将输入的气化产物进行气固分离，并将得到的小部分气体产物输入固体氧化物燃料电池4，得到的大部气化产物(80％)和固体产物分输入氨合成子系统；固体氧化物燃料电池4接收小部分气体产物(20％)以产生直流电、氮气和第一烟气分别输入发电子系统、氨合成子系统和余热回收子系统。氨合成子系统接收大部气化产物、固体产物、氮气，并加入三氧化二铝作为催化剂，加入水和空气，先进行吸氮反应，再进行释氮反应，得到氨气，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体及热水输入发电子系统，得到以二氧化碳为主的第二混合气体输入余热回收子系统；
发电子系统利用输入的第一混合气体及热水进行发电，产生交流电，产生第二烟气输入余热回收子系统；
余热回收子系统接收发电子系统发电过程中产生的第二烟气、第一烟气和第一混合气体，并利用有机朗肯循环系统产生交流电输入发电子系统，以及产生第三烟气用于制冷制热。
更具体的，如图1所示，余热回收子系统包括有机朗肯循环系统、双效吸收式制冷/制热机组和生活热装置21，第二烟气、第一烟气和第一混合气体输入有机朗肯循环系统得到交流电和第三烟气分别输入发电子系统和双效吸收式制冷/制热机组，双效吸收式制冷/制热机组利用第三烟气进行制冷或制热，并得到第四烟气输入生活热装置21；生活热装置21利用第四烟气对常温水进行加热。
更具体的，如图1所示，氨合成子系统包括吸氮反应模块、除碳模块和释氮反应模块；吸氮反应模块包括合成气燃烧反应器5、空气压缩机6、第一换热器7、吸氮反应器8、第一气固分离器9；空气压缩机6将空气压缩进合成气燃烧反应器5，合成气燃烧反应器5将大部气化产物在空气中进行燃烧产生热能作用于第一换热器7，第一换热器7在合成气燃烧反应器5产生的热能作用下将气化产品分离器3产生的固体产物和固体氧化物燃料电池4产生的氮气和三氧化二铝进行加热后输入吸氮反应器8仅将剩余热能输入释氮反应模块；吸氮反应器8进行吸氮反应，后将气固混合产物输入第一气固分离器9中进行气固分离，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体和包括碳、氮化铝和三氧化二铝的第一混合固体分别输入发电子系统和除碳模块；
除碳模块用于除去第一混合固体中的碳得到包括碳和氮化铝的第二混合固体输入释氮反应模块；
释氮反应模块用于释放第二混合固体中氮化铝中的氮生成氨气。
除碳模块包括第二换热器10、除碳反应器11、第二气固分离器12，第二换热器10的第一输入端接收第一气固分离器9得到的第一混合固体和空气，第二换热器10的第二输入端接收常温水，第二换热器10的第一输出端输出第一混合固体和空气至除碳反应器11，第二换热器10的第二输出端输出热水至释氮反应模块；除碳反应器11用于在空气下燃烧第一混合固体，并将所得输入第二气固分离器12；第二气固分离器12将包括二氧化碳和剩余空气成分的第二混合气体输入有机朗肯循环系统，将包括氮化铝和三氧化二铝的除碳固体输入释氮反应模块。
释氮反应模块包括第三换热器13、释氮反应器14和蒸馏塔15，第三换热器13的第一输入端接收除碳固体和第二换热器10输出的热水，第三换热器13的第二输入端接收第一换热器7输出的热能，第三换热器13的第一输出端输出水蒸汽和除碳固体至释氮反应器14，第三换热器13的第二输出端输出第五烟气至发电子系统；水蒸汽和除碳固体在释氮反应器14中进行反应，得到液相产物输入蒸馏塔15，同时得到固相产物三氧化二铝(产生的三氧化二铝可再次进入吸氮反应器8实现循环利用)；蒸馏塔15对液相产物进行蒸馏，得到氨气。
吸氮反应器8中的吸氮反应用化学反应式表示为：
Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO
其中，Al2O3为三氧化二铝的化学式，C为碳的化学式，N2为氮气的化学式，AlN为氮化铝的化学式，CO为一氧化碳的化学式；
释氮反应器14的释氮反应用化学反应式表示为：
2AlN+3H2O→Al2O3+2NH3
其中，H2O为水的化学式，NH3为氨气的化学式。
更具体的，如图1所示，发电子系统包括发电机16和公共电网22，发电机16接收第三换热器13输出的热水和第一混合气体用于发出交流电输入公共电网22，并将发电中产生的烟气输入有机朗肯循环系统。
太阳能集热器1的吸热体是一块带有传热流体流动通道的金属薄板。
有机朗肯循环系统包括蒸发器17、微型燃气轮机18、冷凝器19和有机工质泵20。有机朗肯循环系统中的有机工质为F245FA、异戊烷、异己烷、甲苯、环己烷中的至少一种。有机朗肯循环系统中的蒸发器17的循环水入口处设置有热循环水调节阀。
双效吸收式制冷/制热机组高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵等部件组成，其中蒸发器、吸收泵、发生泵为管壳式结构，溶液泵为屏蔽自润滑密封电泵。
生活热装置21为管壳式换热器，内部为喷淋式结构，此外，经过双效吸收式制冷/制热机组的烟气温度在100摄氏度以下，最终进入生活热装置21产生32摄氏度左右的生活热水。空气压缩机6由气缸、活塞、进排气阀、密封环、活塞杆、油泵、过滤器、滤油器、压力表、冷却水管、中间冷却器、冷却器、减压阀等组成。
太阳能集热器1为生物质气化器2提供200℃的温度；第一换热器7为吸氮反应器8提供1500℃～1800℃的温度；第二换热器10为除碳反应器11提供950℃的温度；第三换热器13为释氮反应器14提供800℃～1000℃的温度。
上述太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统是通过以下运行方式来达到发电、供热、供冷和氨合成的：
1、在太阳能输入的条件下，太阳能集热器1向生物质气化器释放热量，生物质在200摄氏度左右开始裂解并在700摄氏度左右发生气化反应产生合成气与固体碳单质。约80％的合成气进入燃烧室为氨合成子系统供应需要的高温，其中分别为吸氮反应器8和释氮反应器14提供1500和1000摄氏度的温度。剩余合成气进入固体氧化物燃料电池4进行发电并释放高浓度氮气，高浓度氮气作为氨合成子系统的原料。此外，向氨合成子系统投入三氧化二铝和生物质气化器产生的固体碳单质。经过吸氮反应器8、第一气固分离器9、第二换热器10、除碳反应器11、第二气固分离器12、第三换热器13、释氮反应器14和蒸馏塔15后产生氨；
2、为氨合成子系统提供反应需要的能量后的烟气进入发电机16产生电能，烟气进入有机朗肯循环系统进行预热发电，固体氧化物燃料电池4产生的直流电通过逆变器转换为交流电，上述三个部分产生的电力连接至公共电网22；
烟气经过余热发电后进入双效溴化锂吸收式制冷机组，在夏季天气炎热状态下，双效吸收式制冷/制热机组通过内部阀门开闭可实现制冷，在冬季气候寒冷状态下，溴化锂机组通过内部阀门开闭可实现制热。此外，经过制热/制热机组的烟气温度低于100摄氏度以下，最终进入生活热水装置产生32摄氏度的生活热水。
综上所述，本发明实施例提供的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统，太阳能辅助生物质气化子系统主要用于产生热能和氮气供给氨合成子系统，氨合成子系统用于根据氮气和水生成氨气，发电子系统用于将太阳能辅助生物质气化子系统产生的直流电转化成交流电以及根据氨合成子系统输出的烟气和第一混合气体进行发电，余热回收子系统主要用于将其他三个系统产生的余热进行回收，用于制冷、制热、发电。本发明将氨合成子系统、太阳能辅助生物质气化子系统、余热回收子系统和发电子系统结合在一起，配置合理，能够充分发挥冷热电氨联产系统中各个子系统的特点，实现了生物能的梯级利用，提高了生物能的利用率，形成了输出有电、热、冷和氨的联产系统，提高了太阳能驱动生物质气化实现冷热电氨联产系统的效率和稳定性，提高了系统的灵活性，降低了氨合成的碳排放，适用于小型工业、商业及民用场景。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于，包括太阳能辅助生物质气化子系统、氨合成子系统、余热回收子系统和发电子系统；
所述太阳能辅助生物质气化子系统包括顺序连接的太阳能集热器(1)、生物质气化器(2)、气化产品分离器(3)和固体氧化物燃料电池(4)；所述太阳能集热器(1)将太阳能转化成热能作用于所述生物质气化器(2)；所述生物质气化器(2)用于在热能作用下对输入的蒸汽、空气和生物质进行气化反应，得到气化产物输入所述气化产品分离器(3)；所述气化产品分离器(3)将输入的气化产物进行气固分离，并将得到的小部分气体产物输入所述固体氧化物燃料电池(4)，得到的大部气化产物和固体产物分输入所述氨合成子系统；所述固体氧化物燃料电池(4)接收小部分气体产物以产生直流电、氮气和第一烟气分别输入所述发电子系统、所述氨合成子系统和所述余热回收子系统；
所述氨合成子系统接收大部气化产物、固体产物、氮气，并加入三氧化二铝作为催化剂，加入水和空气，先进行吸氮反应，再进行释氮反应，得到氨气，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体及热水输入所述发电子系统，得到以二氧化碳为主的第二混合气体输入所述余热回收子系统；
所述发电子系统利用输入的第一混合气体及热水进行发电，产生交流电，产生第二烟气输入所述余热回收子系统；
所述余热回收子系统接收所述发电子系统发电过程中产生的第二烟气、所述第一烟气和所述第一混合气体，并利用有机朗肯循环系统产生交流电输入所述发电子系统，以及产生第三烟气用于制冷制热。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述余热回收子系统包括有机朗肯循环系统、双效吸收式制冷/制热机组和生活热装置(21)，所述第二烟气、所述第一烟气和所述第一混合气体输入所述有机朗肯循环系统得到交流电和第三烟气分别输入所述发电子系统和所述双效吸收式制冷/制热机组，所述双效吸收式制冷/制热机组利用所述第三烟气进行制冷或制热，并得到第四烟气输入所述生活热装置(21)；所述生活热装置(21)利用所述第四烟气对常温水进行加热。
3.根据权利要求2所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述氨合成子系统包括吸氮反应模块、除碳模块和释氮反应模块；所述吸氮反应模块包括合成气燃烧反应器(5)、空气压缩机(6)、第一换热器(7)、吸氮反应器(8)、第一气固分离器(9)；所述空气压缩机(6)将空气压缩进所述合成气燃烧反应器(5)，所述合成气燃烧反应器(5)将所述大部气化产物在空气中进行燃烧产生热能作用于所述第一换热器(7)，所述第一换热器(7)在所述合成气燃烧反应器(5)产生的热能作用下将所述气化产品分离器(3)产生的固体产物和所述固体氧化物燃料电池(4)产生的氮气和三氧化二铝进行加热后输入所述吸氮反应器(8)仅将剩余热能输入所述释氮反应模块；吸氮反应器(8)进行吸氮反应，后将气固混合产物输入所述第一气固分离器(9)中进行气固分离，得到包括氮气和一氧化碳的第一混合气体和包括碳、氮化铝和三氧化二铝的第一混合固体分别输入所述发电子系统和所述除碳模块；
所述除碳模块用于除去所述第一混合固体中的碳得到包括碳和氮化铝的第二混合固体输入所述释氮反应模块；
所述释氮反应模块用于释放所述第二混合固体中氮化铝中的氮生成氨气。
4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述除碳模块包括第二换热器(10)、除碳反应器(11)、第二气固分离器(12)，所述第二换热器(10)的第一输入端接收所述第一气固分离器(9)得到的第一混合固体和空气，所述第二换热器(10)的第二输入端接收常温水，所述第二换热器(10)的第一输出端输出第一混合固体和空气至所述除碳反应器(11)，所述第二换热器(10)的第二输出端输出热水至所述释氮反应模块；所述除碳反应器(11)用于在空气下燃烧所述第一混合固体，并将所得输入所述第二气固分离器(12)；所述第二气固分离器(12)将包括二氧化碳和剩余空气成分的第二混合气体输入所述有机朗肯循环系统，将包括氮化铝和三氧化二铝的除碳固体输入所述释氮反应模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述释氮反应模块包括第三换热器(13)、释氮反应器(14)和蒸馏塔(15)，所述第三换热器(13)的第一输入端接收所述除碳固体和所述第二换热器(10)输出的热水，所述第三换热器(13)的第二输入端接收所述第一换热器(7)输出的热能，所述第三换热器(13)的第一输出端输出水蒸汽和所述除碳固体至所述释氮反应器(14)，所述第三换热器(13)的第二输出端输出第五烟气至所述发电子系统；水蒸汽和所述除碳固体在所述释氮反应器(14)中进行反应，得到液相产物输入所述蒸馏塔(15)，同时得到固相产物三氧化二铝；所述蒸馏塔(15)对所述液相产物进行蒸馏，得到氨气。
6.根据权利要求5所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：
所述吸氮反应器(8)中的吸氮反应用化学反应式表示为：
Al2O3+3C+N2→2AlN+3CO
其中，Al2O3为三氧化二铝的化学式，C为碳的化学式，N2为氮气的化学式，AlN为氮化铝的化学式，CO为一氧化碳的化学式；
所述释氮反应器(14)的释氮反应用化学反应式表示为：
2AlN+3H2O→Al2O3+2NH3
其中，H2O为水的化学式，NH3为氨气的化学式。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述发电子系统包括发电机(16)和公共电网(22)，所述发电机(16)接收所述第三换热器(13)输出的热水和所述第一混合气体用于发出交流电输入所述公共电网(22)，并将发电中产生的烟气输入所述有机朗肯循环系统。
8.根据权利要求7所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述有机朗肯循环系统包括蒸发器(17)、微型燃气轮机(18)、冷凝器(19)和有机工质泵(20)，所述有机朗肯循环系统中的有机工质为F245FA、异戊烷、异己烷、甲苯、环己烷中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述太阳能集热器(1)为所述生物质气化器(2)提供200℃的温度；所述第一换热器(7)为所述吸氮反应器(8)提供1500℃～1800℃的温度；所述第二换热器(10)为所述除碳反应器(11)提供950℃的温度；所述第三换热器(13)为所述释氮反应器(14)提供800℃～1000℃的温度。
10.根据权利要求8所述的一种基于太阳能辅助生物质气化的冷热电氨联产系统，其特征在于：所述气化产品分离器(3)分离得到的气体产物80％输入所述合成气燃烧反应器(5)，20％输入所述固体氧化物燃料电池(4)。
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