[发明专利]微藻生物固定燃烧烟气中CO2的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧烟气碳减排测试装置，尤其是一种基于微藻生物固定的燃烧烟气CO₂以实现其减排的方法以及可调控和监测的系统装置。

背景技术

CO₂已被主流科学家公认为全球变暖和温室效应的重要诱因。燃料特别是化石燃料燃烧所产生的人为CO₂排放已成为当前世界范围内高度关注的环境、科学甚至是政治经济问题。除了使用新能源与可再生能源以及提高化石能源利用效率外，如何固定燃烧烟气中的CO₂，使其中的CO₂转化为其它物质以减少CO₂排放是目前重点的科学技术研究领域，特别是利用环境友好型技术实现CO₂转化和减排已经成为当代能源工业追求的目标之一。

依据现有技术与方法的特征分类，二氧化碳捕捉封存（CCS）技术可分为物理固存、化学固定和生物转化固定三大类，包括化学吸收法、物理化学吸附法、膜分离法、低温分离法、化学链燃烧和地理封存技术等。物理固存和化学固定均需捕获提纯CO₂，存在处理成本高、耗能大、环境友好性差等弊端，而生物转化固定方法最为符合自然界碳循环规律，是环境友好型与资源节约型的可持续发展方法。生物转化固定指生物体如陆生植被、水生植物等以CO₂为碳源，通过光合作用的方式其转化为有机生物质。与陆生植被相比，作为水生植物的一类重要代表，微藻被认为是下一代重要能源之一，且具有重要的CO₂生物固定潜力。

作为一种经济技术可行、环境友好的技术，微藻固定CO₂及资源/能源化利用技术近年来得到了长足的发展，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。常见的微藻培养固定CO₂的方式分为开放式和密闭式培养两类。开放式微藻微培养固碳需要大面积培植并且受地域限制性强和气候影响大，而密闭式微藻微固碳具有光合作用效率高、适用范围广、环境适应能力强、易于操作和可集成化等优点。并且与其它CO₂捕捉与封存技术相比，藻生物固碳过程不会造成二次污染且固碳后产生大量藻类生物质可用于生产生物质燃料，具有良好的资源能源化利用价值，实现能源再生与可持续利用和高度大规模应用的潜力。

但是，利用微藻高效固定燃烧烟气中CO₂及生物质产出技术仍面临很多挑战。首先，微藻藻种要具有较高的脂类物质含量，其次要能够适应复杂烟气环境，再次要能够易于放大至工业应用。一些能源微藻在第一方面表现出良好的潜力，但是针对复杂烟气条件下固定CO₂性能及生物质产率的高效的方法和系统仍需进一步探索研究。此外，现有的研究多集中于基于空气中低浓度CO₂（0.038%, v/v）的微藻固碳培养与生物质产出以及收获高附加值微藻产品上，一些经过基因修饰的微藻能够耐受高浓度的CO₂，但是对于复杂燃烧烟气条件包括变化的流量、CO₂浓度（10-15%, v/v）和烟气污染物的综合响应特性的研究目前尚甚少有综合性较强和自动化程度较高的方法与系统。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种微藻生物固定燃烧烟气CO₂的测试装置，以实现对微藻的高效培养、培养参数自动设定和燃烧烟气CO₂的固定，同时对其性能进行实时测试，具有成本较低、结构简单、操作方便等优点。从而解决燃烧烟气CO2固定系统的集中化和一体化测试问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：