[发明专利]光合固碳反应系统

说明书

本申请提供了一种光合固碳反应系统，包括：反应器，用于容纳藻液，藻液包括培养液和藻株；光源，光源设置于反应器的一侧，以使反应器形成迎光区和背光区；雾化喷淋机构，设置于反应器的正上方，用于向反应器内喷淋培养液；循环机构，连通反应器和雾化喷淋机构；进气管，具有多个出气口，多个出气口与反应器连通，多个出气口用于在反应器内产生绕动气流以带动藻液循环交替流经迎光区和背光区。本申请的光合固碳反应系统可提升气液接触面积、加强CO₂溶解度，强化藻类的光合固碳效率；同时有效加强闪光效应，促进藻株光反应和暗反应的交替进行，大幅度提高CO₂的固留率。

技术领域

本发明涉及光生物反应技术领域，具体而言，涉及一种光合固碳反应系统。

背景技术

光合作用，通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程，其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

藻类光合固碳是目前最有效的CO₂固定方式之一。其原理为：在一个生长周期内，藻液在光生物反应系统中通过光反应供能和暗反应固碳的结合，将CO₂转为有机质。而目前的光反应器普遍存在固碳率低的问题，致使CO₂吸收处理率低，影响藻类光合固碳的效果和实用性。

发明内容

本申请提供一种光合固碳反应系统，大幅度增加CO₂溶解度、加强藻类闪光效应，有效提高CO₂的固留率。

本申请提供了一种光合固碳反应系统，包括：反应器，用于容纳藻液，所述藻液包括培养液和藻株；光源，所述光源设置于所述反应器的一侧，以使所述反应器形成迎光区和背光区；雾化喷淋机构，设置于所述反应器的正上方，用于向所述反应器内喷淋培养液；循环机构，连通所述反应器和所述雾化喷淋机构，用于将所述反应器的所述培养液向所述雾化喷淋机构供应；进气管，所述进气管具有多个出气口，多个所述出气口与所述反应器连通，多个所述出气口用于在所述反应器内产生绕动气流以带动所述藻液循环交替流经所述迎光区和所述背光区。

本申请的光合固碳反应系统设置循环机构和雾化喷淋机构，使得反应器内的培养液能够循环，进入反应器的部分未被藻类吸收的CO₂上浮进入雾化喷淋机构的喷淋区，培养液经过循环机构进入雾化喷淋机构以将循环的培养液雾化，以有效减小培养液的液滴的体积，提升气液接触面积，气液接触面积的提升有效加强CO₂溶解度，通过增大CO₂的溶解度加速卡尔文循环，强化藻类的光合固碳效率；同时，进气管具有多个出气口，多个出气口用于带动藻液在迎光区和背光区之间循环往复流动，进气管具有多个出气口的设置，一方面使得藻株在迎光区和背光区间循环流动，有效加强了闪光效应，促进了藻株光反应和暗反应的交替进行，进而大幅度提高CO₂的固留率；另一方面气流带动藻液在反应器内的流动，有效降低大直径的藻株沉降于反应器的底部而造成循环机构堵塞的风险，确保水循环的稳定。本申请通过合理设置CO₂的进气方式，推动藻液的运动，一方面在无需增加设备的情况下，增强了藻类的闪光效应；另一方面促进了藻株的分散，进而加强了藻对CO₂的吸收。

根据本申请的一些实施例，所述进气管具有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口和所述第二出气口设置于所述反应器的底部的相对两侧且所述第一出气口的与所述第二出气口的出气方向垂直，所述第一出气口和所述第二出气口的出气方向所在平面与所述光源的光照方向所在平面平行。

上述技术方案中，进气管具有出气方向相互垂直的第一出气口和第二出气口，经第一出气口和第二出气口进入反应器的气体能够带动藻液在反应器内绕流，使得藻株能够在迎光区和背光区之间交替流动，进而提高CO₂的固留率。