[发明专利]固碳单元气体循环交换系统

说明书

本发明涉及了一种固碳单元气体循环交换系统，所述固碳单元气体循环交换系统包括第一培养单元、第二培养单元、碳捕集装置、气体净化装置、能源采集装置和能源转化装置，第一培养单元内有菌类，第二培养单元内有藻类和/或植物，碳捕集装置与第一培养单元连通，碳捕集装置与第二培养单元连通，气体净化装置与第一培养单元连通，气体净化装置与第二培养单元连通，能源转化装置与能源采集装置相连以驱动碳捕集装置、气体净化装置、第一培养单元和第二培养单元形成碳气内循环。本发明提供的固碳单元气体循环交换系统可以实现碳气内循环功能，有效提高系统的稳定性、固碳能力及效率，达到低能耗固碳目的，并可进一步提高作物增产效果。

技术领域

本发明涉及生物固碳的技术领域，具体地，涉及一种固碳单元气体循环交换系统。

背景技术

我国积极响应《巴黎协定》应对气候变化，主动做出减排承诺，本世纪中叶前我国将持续面临着巨大的挑战和机遇，其中能源和农业尤甚。

由于对化石能源的高度依赖，能源生产及其消费活动导致大量温室气体排放逃逸。农业生产作为重要的能源消费活动之一，巨大的能耗间接导致大量碳排放形成；农作物多数存在有氧呼吸的特性，但部分作物无法进行光合作用产生氧气。因此碳平衡被打破导致的大量二氧化碳排放不单是一种资源的浪费，更将对“双碳政策”实施造成一定阻碍。例如我国食用菌栽培种类多达60多种，年产量达到千万吨，因此造成的碳排放和碳浪费保守估计达到近百万吨之巨。根据调查发现，植物和藻类经常因外界长时间的二氧化碳浓度不足，导致其“碳饥饿”，因此若不定期向植物和藻类补充二氧化碳将影响作物产量和质量。二氧化碳资源浪费和短缺的矛盾同时存在，因此如何合理循环利用碳气成为未来绿色固碳和作物增产达到双赢的关键因素之一。但是现有技术中的固碳方式均为简单的“碳捕捉+吸收”单向模式，无法形成碳气内循环闭环，系统稳定性较差，固碳能力和固碳效率有限，作物增产效果一般。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种固碳单元气体循环交换系统，该固碳单元气体循环交换系统可以采用绿色能源驱动以实现碳气内循环的功能，提高了系统的稳定性、固碳能力和效率，达到低能耗固碳目的，并进一步提高了作物增产效果。

本发明的实施例的固碳单元气体循环交换系统包括：第一培养单元，所述第一培养单元内设有可进行有氧呼吸的菌类；第二培养单元，所述第二培养单元内设有可进行光合作用的藻类和/或植物；碳捕集装置，所述碳捕集装置与所述第一培养单元连通以用于吸收所述第一培养单元内的反应气体和外界空气中的二氧化碳，所述碳捕集装置与所述第二培养单元连通以用于向所述第二培养单元供应二氧化碳；气体净化装置，所述气体净化装置与所述第一培养单元连通以用于向所述第一培养单元内供应富氧气体，所述气体净化装置与所述第二培养单元连通以用于吸收所述第二培养单元内的反应气体；能源采集装置，所述能源采集装置用于采集可再生能源；能源转化装置，所述能源转化装置与所述能源采集装置相连以用于将所述可再生能源转化为电能，所述能源转化装置用于向所述碳捕集装置和所述气体净化装置供电，以驱动所述碳捕集装置、所述气体净化装置、所述第一培养单元和所述第二培养单元之间形成碳气内循环，以实现所述固碳单元气体循环交换系统的低能耗固碳。

根据本发明的实施例的固碳单元气体循环交换系统，可以通过能源采集装置对可再生能源进行采集，然后通过能源转化装置将其转化为电能以驱动碳捕集装置工作，碳捕集装置可以将第一培养单元内的菌类产生的反应气体进行处理以得到二氧化碳，并将其通入至第二培养单元内以供第二培养单元内的藻类和/或植物生长。并且第二培养单元内的藻类和 /或植物光合作用产生的反应气体经过气体净化装置形成富氧气体，然后将其通入至第一培养单元内以供菌类生长使用。因此，本发明的实施例的固碳单元气体循环交换系统可以对菌类和藻类/植物的生长提供闭环的碳气内循环回路，以实现固碳单元气体循环交换系统的低能耗固碳，进而提高了系统的稳定性、固碳能力和效率，达到固碳目的并进一步提高了作物增产效果。