[发明专利]一种利用微藻固定工业排放废气中二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种利用微藻固定工业排放废气中二氧化碳的方法。

背景技术

一段时间以来，全球二氧化碳(CO₂)水平的持续增加引起了全世界的关注。根据体积测算，在工业革命开始时，每一百万份空气中有大约280份CO₂，而今天，每百万份(ppm)中有360份，增加了30％。每年增加2ppm，并且仍在上升。如果目前的趋势持续下去，在21世纪后半叶，大气中CO₂的浓度将加倍，达到大约700ppm。现在，许多科学家相信，在过去50年中观察到的全球变暖，大部分可以归因于这种人类活动导致的二氧化碳的增加。而由CO₂引起的温室效应是人类目前所面临的最大的环境问题之一，由温室效应所带来的气候异常、海平面升高、土地沙漠化等问题正威胁着人类的生存和发展。

在产生温室效应的六种主要气体中(CO₂、CH₄、N₂O、HFCS、PFCS、SF₆)，CO₂对温室效应的作用最大，约占到55％左右。可以看出，控制CO₂排放是控制温室效应的关键。在这种情况下，《联合国气候变化框架公约》、《京都协议书》先后颁布，系统的讨论了低碳经济所涉及的内容。2008年7月，G8峰会上八国表示将寻求与《联合国气候变化框架公约》的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50％的长期目标。作为发展中国家的代表，中国在2009年哥本哈根气候大会提出，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％。因此，研究和掌握CO₂去除和回收技术具有十分重要的意义。

控制大气中CO₂含量主要有两种措施，一种措施是控制CO₂的产生：调整能源布局，提高总体能源效率，提高清洁能源所占总体能源消耗的比例，降低化石燃料消耗量。另一种措施是在能源布局和结构很难发生根本变化的情况下，对人类工业活动所排出的CO₂进行分离回收，这种措施目前被大多数国家尤其发展中国家所普遍采用。而在所有的行业中，工业排放CO₂气体的总量占到了很大的比重，因此如何固定工业排放气中的CO₂，使其中的CO₂转化为其它物质以减少CO₂直接排放到大气中是急需解决的问题。特别是利用环境友好技术，转化CO₂实现碳减排已成为当前工业追求的目标之一。

目前，主要的CO₂进行回收固定技术主要有物理固定CO₂技术、化学固定CO₂技术和生物固定二氧化碳技术。其中由于生物固定CO₂技术式地球上最主要的固碳方式，同时也符合自然界循环的规律。

众所周知，绿色植物通过光合作用摄入CO₂。光合作用将可再生的太阳光能转化成活的生物可以利用的能量。在叶绿素的存在下，植物利用太阳光将CO₂和水转化成碳水化合物，直接或间接地供给了几乎所有动物和人类对食物的需要；作为该过程的副产物，释放出氧气和一些水。因此生物固定CO₂技术被定义为：生物体如植物、微藻等，以CO₂为碳源经由光合作用方式，将CO₂转变为生物质(如淀粉、纤维素等)，其所需能源直接来自太阳光能，其原理为生物体体内的叶绿素在光源的作用下可以与气体中CO₂发生光和作用，把CO₂转化为糖类和氧气。影响光合作用速率的主要因素是有利的温度、光强度水平和二氧化碳的利用度，大多数绿色植物非常利于响应远高于目前大气水平的CO₂浓度。但生物转化固定由于土地等因素限制，通过大面积种植植物来固碳不现实。而微藻具有光合速率高、繁殖快、环境适应性强、处理效率较高的特点，同时固碳后产生大量的藻体生物质具有很好的利用价值，因此具有高度的工业化潜力。