[发明专利]一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器及微藻养殖方法

说明书

本发明涉及生物质能利用技术，旨在提供一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器及微藻养殖方法。该反应器包括微藻养殖光生物反应器系统和底部安装了气体分布器的CO₂吸收塔，CO₂进气系统通过管路接至气体分布器；Na₂CO₃进料系统通过管路接至CO₂吸收塔顶部；出料系统通过管路分别连接CO₂吸收塔底部出口和微藻养殖光生物反应器系统；CO₂回收系统通过管路分别连接CO₂吸收塔顶部气体出口和CO₂进气系统的干燥器入口。本发明将CO₂与Na₂CO₃反应产生NaHCO₃用于微藻生长，使二氧化碳吸收塔反应产物中的HCO₃^‑浓度得到控制，能够有效促进微藻生长。有效克服传统跑道池曝气器的CO₂停留时间短和利用率低的技术难题，使CO₂转化效率达到80～90％。该方法经济可行，既可提高CO₂利用率，又可促进微藻生长。

技术领域

本发明涉及生物质能利用技术，特别涉及一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器及微藻养殖方法。

背景技术

微藻生长速度快，易于大规模养殖，利用微藻生物质吸收燃煤电厂烟气中CO₂已经得到工程应用。微藻利用CO₂形式有两种，一种是溶液中溶解的CO₂分子通过直接扩散形式进入藻细胞，另一种是CO₂分子被胞外碳酸酐酶催化转化为HCO₃^-，通过主动运输形式进入胞内，并在胞内重新分解为CO₂用于微藻光合作用。由于空气中CO₂含量低，CO₂在藻液中的溶解速率低，HCO₃^-为进入藻细胞主要的无机碳形式，因此提高藻液中HCO₃^-浓度是微藻养殖技术的关键。

跑道池运营简单，投资成本低，是工程应用中常见的光生物反应器形式。传统利用CO₂方法是在跑道池内布置曝气器，通过降低CO₂气泡直径延长气泡停留时间促进微藻对CO₂分子利用。然而，藻液养殖深度较低一般为15-30cm，CO₂气泡在藻液中的停留时间仅为几毫秒，从而导致藻液中溶解CO₂浓度低。跑道池曝气的CO₂利用率一般仅为30-40％，大部分CO₂以气体形式再次排入空气中，造成CO₂利用损失并给CO₂减排带来压力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器及微藻养殖方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种二氧化碳吸收塔式光生物反应器，包括CO₂进气系统和反应系统；所述反应系统是底部安装了气体分布器的CO₂吸收塔；该反应器还包括Na₂CO₃进料系统、NaHCO₃出料系统、CO₂回收系统和微藻养殖光生物反应器系统；其中，