[发明专利]捕捉大气圈中碳资源的装置及方法

权利要求书

1.捕捉大气圈中碳资源的装置及方法，该方法包括：

（1）利用速生植物的光合作用，将大气圈中气态的CO₂，转入生物圈中形成固态的有机碳化合物；利用微生物或酶，捕捉大气中的CO₂，转化成有机化合物；

（2）利用物理吸收法、膜分离法、变压吸附法、变温吸附法等物理方式，捕捉大气中的CO₂；

（3）利用化学吸收方法，捕捉大气中的CO₂；

（4）利用物理化学方法，借助高能射线或电子射线对CO₂气体进行辐射，生成C₃O₂和O₂，捕捉大气中的CO₂；

（5）将大气圈中捕获的碳资源储碳封存，实现大气CO₂负增长，降低大气层CO₂气体分压，调节温室效应，解决相关环境问题；用封存的碳产品参与全球碳交易，对碳循环、碳转化、碳储藏、碳封存、碳利用循环过程实施技术控制，使人类能充分合理地利用碳资源。

2.根据权利要求1项的方法，其中种植速生植物捕捉CO₂，其特征在于，

（1）下种

选择土层深厚、肥沃、向阳、浇灌方便的地段，下种前翻耕起垄，优选垄宽2～3m，以利排水及田间管理；

当气温稳定在10℃以上时下种，选取芽眼饱满、无病、虫、害的健壮茎秆作为种茎，将其切成小段，每段具有1～2个腋芽；株行距按30～40cm×30～40cm开种植沟，堆肥按每亩1000kg～1500kg施于种植沟内，再将种茎斜插或浅埋于土壤中；春季下种后用地膜覆盖保温，当气温超过30℃时不宜下种；

（2）田间管理

下种5～7天后开始出苗，出苗期保持土壤湿润；出苗10天后，选晴天每亩洒施稀薄粪水500kg～800kg；对缺苗少蔸的地方，及时移苗补栽；以后每隔5～10天浇水1次或施1次稀薄粪水；阴雨天，注意排涝防渍；

分蘖前进行一次中耕培土，封垄前进行第二次中耕培土，培土时每亩施生物质有机肥800kg～1000kg；

幼苗期蚜虫危害植株时，用质量浓度比为25%的敌杀死乳油兑水稀释成1500～2000倍液喷洒防治，封垄后很少发生病、虫、害；

（3）适时收获

株高达到100cm以上时，留茬5cm～8cm进行刈割；每次刈割后均应进行中耕除草，施肥浇水；

（4）干燥成型

刈割后的青苗及时运出田间进行干燥，优选日晒或风干；当含水量达到10%～15%时，将植物进行粉碎，压缩成型；

（5）储碳封存

成型后的储碳型材冷却至常温，再进行封存，做好防潮、防火等仓贮工作。

3.根据权利要求1项的方法，其中物理吸收法捕捉CO₂，其特征在于，

（1）将燃烧产生的烟气通过填装有CO₂固体吸附剂的吸附装置，当CO₂气体温度为50℃～60℃时，优选MgO作为吸附剂；当CO₂气体温度为500℃～600℃时，优选Li₂ZrO₃作为吸附剂；当CO₂气体温度为700℃～900℃时，优选Li₄SiO₄作为吸附剂；也可将空气压缩通过沸石、活性炭及活性碳纤维、多孔材料、分子筛材料以及纳米管等吸附剂，碳纳米管吸附CO₂，气体压力优选3Mpa～4Mpa；

（2）当吸附剂吸附CO₂能力达到峰值时，将吸附装置内的吸附剂取出进行封存或直接进行煅烧；Li₂ZrO₃煅烧温度优选700℃以上；CaO煅烧温度优选700℃～900℃，超过900℃，生成的颗粒容易烧结从而降低吸收CO₂能力；沸石、活性炭及活性碳纤维、多孔材料、分子筛材料以及纳米管等吸附剂还原吸附能力时，碳纳米管优选气体压力低于1.5Mpa；

（3）煅烧吸附剂煅烧或还原吸附能力时，收集CO₂气体，通过提纯、压缩后，进行储存、利用。