[发明专利]一种藻类碳捕集装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种藻类碳捕集装置及其使用方法，涉及二氧化碳捕集及利用技术领域，该碳捕集装置包括依次连通的初始气源、碳捕集系统、压力控制单元、藻类生物反应单元、一级尾气出口、植物培养单元、二级尾气出口、第一排气口。本发明通过获得特定浓度的二氧化碳气源，在密闭的藻类生物反应单元和植物培养单元中依次进行光合作用，使得通过碳捕集后的二氧化碳被藻类及植物所固定，期间通过监测使得符合条件的二氧化碳进行下一步光合作用或者排出，不符合条件的二氧化碳重新浓缩或者返回上一级继续进行光合作用，两种光合作用相辅相成协同作用，从而大大提高了生物固碳量及固碳效率。

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集及利用技术领域，尤其涉及一种藻类碳捕集装置及其使用方法。

背景技术

随着化石能源的大量使用，温室气体的排放量逐年增加，导致了气候变化等诸多环境问题。作为最主要的温室气体，CO₂的有效捕集、封存及再利用是实现碳减排的直接手段之一。在众多的碳捕集技术中，化学吸收法最为常见，但其存在能耗高、腐蚀设备等问题。近年来，微藻固碳法由于其环境友好性逐渐引起了人们的重视，但由于CO₂溶解度低，微藻固碳效率尚未达到预期。

中国专利《基于生物学的固碳方法》(申请号：202111139061.2)公开了一种碳捕集-藻类/植物培养固碳系统。该碳捕集-藻类/植物培养固碳系统包括：碳捕集装置、藻类生物反应单元和植物培养单元。该专利结合已有的农业大棚进行改造，既可以提高农作物的产量，又可以固碳，一举两得，在计算碳交易价格的基础上，能够大大提高整个体经济性。

中国专利《碳捕集-藻类/植物培养固碳系统》(申请号：202111124583.5)公开了碳捕集-藻类/植物培养固碳系统。该碳捕集-藻类/植物培养固碳系统包括：碳捕集装置、藻类生物反应单元和植物培养单元。该专利通过微藻养殖和植物种植相结合的方式能够梯度利用不同浓度的二氧化碳，从而使一级光合作用和二级光合作用均在较为适应的二氧化碳浓度下进行，从而大幅提高了二氧化碳的利用率，同时还能够提高生物固碳量。但上述专利操作都较为复杂，且该装置效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服上述专利存在的操作较为复杂、固碳效率低下等缺陷，本发明提供一种操作简单、投资较少的藻类碳捕集装置及其使用方法，适用于碳含量较高的污染处理。

为了实现上述目的，本发明提供了一种藻类碳捕集装置，碳捕集装置包括依次连通的初始气源、碳捕集系统、压力控制单元、藻类生物反应单元、一级尾气出口、植物培养单元、二级尾气出口、第一排气口；

一级尾气出口与植物培养单元间设有第一管道，第一管道上设有第一阀门，第一阀门和一级尾气出口之间的第一管道上设有与藻类反应单元连通的第二管道，第二管道上设有第一回流阀；第一阀门和一级尾气出口之间的第一管道上还设有第七管道，第七管道的末端连接有第二排气口，第七管道与第二排气口间设有第三阀门；

二级尾气出口与第一排气口间设有第三管道，第三管道上设有第二阀门，第二阀门和二级尾气出口之间的第三管道上设有与藻类生物反应单元连通的第四管道，第四管道上设有第二回流阀；

藻类生物反应单元内密闭进行一级光合作用，植物培养单元内密闭进行二级光合作用。

优选的，一级尾气出口处设有第一流量感应器，二级尾气出口处设有第二流量感应器。

优选的，第一流量感应器监测到二氧化碳浓度＜400ppm时，第一阀门和第一回流阀关闭，第三阀门开启；当第一流量感应器监测到二氧化碳浓度为400～800ppm时，第一阀门开启，第一回流阀和第三阀门关闭；当第一流量感应器监测到二氧化碳浓度为800～1200ppm时，第一阀门和第三阀门关闭，第一回流阀开启。

优选的，第二流量感应器监测到二氧化碳浓度＜400ppm时，第二阀门开启，第二回流阀关闭；当第二流量感应器监测到二氧化碳浓度＞400ppm时，第二阀门关闭，第二回流阀开启。