[实用新型]一种以CO2为原料的塔式微藻养殖装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种以CO₂为原料的塔式微藻养殖装置，它属于生物化工设备领域。

二、背景技术

当前一个重要的环境问题是全球变暖，其直接原因是大气中CO₂和其它温室气体浓度增加，而所有温室效应气体中，CO₂对温室效应的贡献占60％。减少温室气体排放，进行CO₂捕集与封存首当其冲。尽管《京都议定书》第一阶段不要求我国减排，对我国经济不会造成直接影响。但我国第二阶段不可能再享受免排待遇，如果不采取行动，世界减排任务也不可能完成。只有超前开发CO₂捕集与封存技术及设备作为技术储备才能未雨绸缪，在保证社会经济增长同时又履行减排的庄严承诺。CO₂回收技术的工艺主要有物理吸收法、化学吸收、膜分离、冷冻分级分离、分子筛吸附、浮石吸附和微藻生物法等，但前六种方法回收后CO₂需要封存，利用微藻生物法可同时实现CO₂捕集与固定并副产生物质能，具有环境、能源和资源综合效应。

2007年以色列锡姆生物技术公司开发出一项新技术，利用发电厂排放的二氧化碳养殖海藻，进而从中制取生物燃料。2004年他们在阿什克隆发电厂的一个实验农场建立了试验性海藻农场。该农场由8个海藻池组成，占地1/4英亩。附近一家煤发电厂释放出的部分烟气直接输送到海藻池中，烟气中的二氧化碳被海藻吸收后，不仅有效地促进了海藻的生长，同时也减少了温室气体。烟尘中的其他有害物质，则通过一个特殊的过滤系统予以净化。经过培养，海藻长势迅猛，产量大大提高，这为用海藻制取生物燃料提供了原料保障。GreenFuel公司的“排放物生产生物燃料”技术采用海藻对电厂烟气和其他CO2连续排放源排出的CO2进行循环利用。在Redhawk电厂内，特定设计的管道用于捕集和运送来自烟囱的CO2排放物，送入含有海藻的特定容器。在存在阳光条件下，海藻消耗CO2。一旦海藻增长而获收，它的淀粉就可转化为乙醇，它的类脂体可转化为生物柴油，同时它的蛋白可转化为家畜用高级食品。

国际上，目前微藻规模化人工培养主要有开放池和封闭光生物反应器两类方式。开放式培养(如循环跑道池)相对简单、投资低，但该方式培养条件变化较大，微藻产率低，并存在严重的生物污染。封闭式光生物反应器全年生产期较长、能够维持较高的藻液浓度、能一定程度地降低采收成本、能够控制培养条件、更易于控制生物污染、培养微藻的产率更高，虽然投资费用相对较大，但已经成为该领域研发主要趋势。

封闭式光生物反应器形式目前主要有垂直柱式(如气升式反应器)、管式、板式、以及其它特殊类型(如光导纤维光生物反应器)。气升式反应器提供藻液流动力，有助于溶碳脱氧，并且对藻体的剪切作用较小，动力消耗也不大，解决了溶氧积累问题。管式反应器的单位体积产率与管径有直接关系。管径越大体积产率越小。管径的减小，对反应器的放大有负面影响，主要限制了管式光生物反应器的总体积的增加。板式反应器光路长度太窄，大大地限制了反应器的放大潜力。光导纤维光生物反应器的生产制作成木是极昂贵的，在可以预见的将来很难应用于微藻商业化生产。

三、发明内容

本实用新型的目的就在于避免上述技术的不足之处而提供一种以CO₂为原料的塔式微藻养殖装置，它主要由CO₂气入口、养殖塔壳体、塔板、升气管、帽罩、降液管、溢流堰、隔板、尾气出口等组成。从养殖塔壳体底部开始每隔3-10层塔板形成一个塔段，养殖塔分成2～50个塔段；每个塔段下部设置一个CO₂气入口，上部设置一个尾气出口；塔段间气体通道用隔板隔开，液体通过降液管连通；养殖塔最底部设有液体采出口，最顶部设有液体入口；每层塔板下部安装有电源灯；每层塔板上部安装有多个升气管，入口端有降液管，出口端设置溢流堰；升气管的开孔率占塔板截面的6％～50％，升气管为直管型、锥管型、矩形体或梯形体，升气管入口为平口或八字形，升气管外面设置帽罩；帽罩上顶部开孔，孔形状为圆孔、条形孔、菱形孔或百叶窗形等，开孔率大于或等于塔板的开孔率。

四、附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图，附图2为升气管入口的结构示意图。

附图的图面设明如下：