[发明专利]一种微藻固碳生物反应装置系统及包含其的负碳系统

说明书

本发明提供一种微藻固碳生物反应装置系统及包含其的负碳系统，所述微藻固碳生物反应装置系统中的微藻固碳反应装置包括中心支柱和以中心支柱为圆心排列成环状的反应管；所述负碳系统包括设置于水产养殖池塘内的微藻固碳生物反应装置系统、水产养殖池塘和设置于水产养殖池塘的上部空间的光伏发电装置系统。本发明所述负碳系统利用微藻进行固碳、光伏装置将太阳能转变为电能供给水产养殖池塘和微藻固碳生物反应装置系统使用，总体上二氧化碳捕集效率高、微藻生长速度快，经济效益好。

技术领域

本发明涉及生物固碳技术领域，尤其涉及一种微藻固碳生物反应装置系统及包含其的负碳系统。

背景技术

当今社会经济发展所需的能源主要依靠传统化石能源，这些化石能源不但不可再生，其燃烧会释放大量二氧化碳和大气污染物。随着二氧化碳减排和新能源开发技术的不断发展，研究人员开始利用微藻来吸收二氧化碳，实现了减少二氧化碳排放的同时，还得到富含高价值活性成分的生物质。

微藻固碳效率高，转化太阳能的量子效率高达2-10％(而陆生植物1％)，微藻生长速率极快(每天生物质增长量达1-3倍)，吨藻可固定1.83吨CO2，微藻固碳生物质具有较高经济价值。

CN109401914A公开了一种高效部分液循环式微藻养殖用固碳补碳反应器，包括：反应器、进液管；进液管的出口端伸入反应器的内部，且置于反应器的中下部；进液管入口端的管径大于出口端的管径；反应器的底部开设气体进口，上部开设气液出口；气液出口处依次设置液体泵和第一流量阀；气液出口位于液体泵和第一流量阀之间的位置设置连接管，连接管的另一端与反应器相连通；反应器中反应后的液体会经过液体泵，此时，液体泵所设定的液体流量大于第一流量阀通过的液体流量，然后液体一部分会通过第一流量阀从气液出口流出，另一部分会通过连接管回流到反应器中继续反应。该反应器可以实现部分液体循环，且固碳效率高，CO₂气体利用率高。

CN108485913A公开了一种双桨轮平板光合反应器及微藻固碳方法。包括用于微藻固碳的反应器，呈立式箱型结构，其顶板及四个侧板均为透光板材；顶板上设有开孔；在反应器内部设有上下共两个桨轮，两个桨轮的轴水平布置且相互平行，轴两端分别安装在设于相对侧板上的轴承座中；各轴均有一个端部伸出至侧板外，且在该端部固定装设皮带轮，皮带轮通过皮带连接至电动机的输出轴；在反应器的底板上设有曝气条，其一端通过管路与气泵相连，在曝气条的上表面均布若干个出气孔。该反应器内部能够形成一个逆时针旋转的漩涡流动，加强了气液搅拌和物质传递，能够明显改善藻液流场和促进闪光效应，有利于提高微藻光合作用固碳效率。

上述两种方法虽然均具较高的微藻固碳效率，但并没有充分利用微藻的价值，而且处理成本较高。

CN101161061A公开了一种基于微藻的循环水水产养殖系统，利用光能，以微藻为媒介的实现水循环使用、同时抑制水产养殖品种病害发生的水产养殖系统。该系统包括：通过管道连通以进行养殖水循环的两养殖子系统。所述基于微藻的循环水水产养殖系统，通过两个养殖子系统的合理搭配，形成了生物循环链，大大提高了水产养殖的效率。基于微藻类的循环水将第一种水产品养殖中过剩的营养物带给第二种水产品，并作为第二种水产品的饵料，因此降低了水的消耗并且能将排出的“废物”变为有益的营养，还可以利用微藻分泌的天然抗生素抑制养殖水产品细菌性疾病的发生，同时降低感染病毒性疾病的几率。该方法虽然将微藻与水产养殖进行了结合，但并没有考虑到微藻需要的光照与水产养殖品所需光照量不同，且对光能的利用效率仍有待进一步提高。

因此，开发一种既能够使微藻在合适的光照条件下进行固碳，又能将微藻进行回收利用，充分利用光能，使整体生产成本低，经济效益高的微藻、养殖、光伏发电互补的负碳系统具有重要意义。

发明内容