[發(fā)明專利]捕捉大氣圈中碳資源的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310387549.6
• 申請日: 2013-08-31
• 公開（公告）號: CN103418235A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷學(xué)軍;雷訓(xùn)
• 申請（專利權(quán)）人: 雷學(xué)軍
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/62;B01D53/14;B01D53/02;B01D53/047;B01D53/32;B01D53/22;B01D53/78;C01B31/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及捕捉大氣圈中碳資源的裝置及方法，屬于資源與環(huán)境領(lǐng)域。

背景技術(shù)

18世紀(jì)以來，由于煤炭、石油、天然氣的大量使用，人類向大氣中排放的CO₂等溫室氣體逐年增加，溫室效應(yīng)隨之增強(qiáng)，引起海平面上升；氣候反常，海洋風(fēng)暴增多；土地干旱，糧食減產(chǎn)；沙漠化面積迅速擴(kuò)大；地球上病、蟲、害、熱射病和傳染性疾病頻發(fā)等一系列嚴(yán)重的自然災(zāi)害。溫室效應(yīng)和全球氣候變暖，已引起世界各國的普遍關(guān)注和高度重視。全球每年向大氣中排放的CO₂約達(dá)200×10⁸t以上。人類向大氣中排放的CO₂每年3%~5%的速度遞增，這給人類的生產(chǎn)、生活造成嚴(yán)重的影響，但限制CO₂排放在很大程度上影響現(xiàn)代工業(yè)和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，CO₂的排放和溫室效應(yīng)已成為一個(gè)世界性的大難題。

CN90107752.6（1991.04.03，公告號CN1050338）公開了利用和回收燃燒廢氣中二氧化碳的方法和裝置，將燃料氣體供給熔融碳酸鹽燃料電池的陽極室，并將氧化性氣體供給燃料電池的陰極室，將出自燃燒裝置的燃燒廢氣作為部分氧化性氣體供給陰極室，使燃燒廢氣中的CO₂在陰極上同氧化性氣體中的O₂發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸根離子，使此碳酸根離子透過燃料電池的電解質(zhì)，到達(dá)陽極，使碳酸根離子在陽極上同燃料氣體中的氫發(fā)生反應(yīng)，生成CO₂和H₂O，陽極上所產(chǎn)生的含CO₂和H₂O的陽極廢氣從陽極室排出，將H₂O從陽極排出氣中分離掉，并回收高濃度CO₂氣體。該專利回收的CO₂氣體數(shù)量少、成本高，且污染環(huán)境。

盡管人們在食品工業(yè)、機(jī)械加工、石油開采、化學(xué)工業(yè)等許多行業(yè)大量應(yīng)用CO₂氣體，但沒有將CO₂作為資源循環(huán)利用，這也是一個(gè)很大的浪費(fèi)。捕捉全球CO₂氣體，進(jìn)行資源化綜合利用，降低溫室效應(yīng)，是人類可持續(xù)發(fā)展的重要課題。本發(fā)明提出的將排入大氣中的CO₂當(dāng)作資源循環(huán)利用，將成為未來世界新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種捕捉大氣圈中碳資源的裝置及方法，通過生物方法、物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法捕捉大氣圈中的碳資源進(jìn)行儲(chǔ)碳封存，實(shí)現(xiàn)大氣CO₂負(fù)增長，降低大氣圈CO₂氣體分壓，調(diào)節(jié)溫室效應(yīng)，解決相關(guān)環(huán)境問題；用封存的碳產(chǎn)品參與全球碳交易，對碳循環(huán)、碳轉(zhuǎn)化、碳儲(chǔ)藏、碳封存、碳利用循環(huán)過程實(shí)施技術(shù)控制，使人類能充分合理地利用碳資源。當(dāng)大氣中CO₂濃度降低后，溫室效應(yīng)得到緩解時(shí)，可將捕捉的碳資源用于造紙、建筑材料、包裝材料、飼料、肥料和化工原料及直接燃燒發(fā)電等方面。把捕捉的碳資源財(cái)富反饋給人類社會(huì)，煥發(fā)出巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。人為培育和種植速生植物，是地球碳循環(huán)的新動(dòng)力。

在本申請中“CO₂”或“CO₂氣體”可互換使用。

本發(fā)明的實(shí)施方案概括如下：

1、捕捉碳資源的方法包括：

（1）利用速生草本、木本、藻類、地衣或苔蘚等速生植物的光合作用，將大氣圈中氣態(tài)的CO₂，轉(zhuǎn)入生物圈中形成固態(tài)的有機(jī)碳化合物。利用微生物或酶，捕捉大氣中的CO₂，轉(zhuǎn)化成有機(jī)化合物。

（2）利用物理吸收法、膜分離法、變壓吸附法、變溫吸附法等，捕捉大氣中的CO₂。

（3）利用化學(xué)吸收方法，捕捉大氣中的CO₂。

（4）利用物理化學(xué)方法，捕捉大氣中的CO₂。

（5）將大氣圈中捕獲的碳資源儲(chǔ)碳封存，實(shí)現(xiàn)大氣CO₂負(fù)增長，降低大氣層CO₂氣體分壓，調(diào)節(jié)溫室效應(yīng)，解決相關(guān)環(huán)境問題；用封存的碳產(chǎn)品參與全球碳交易，對碳循環(huán)、碳轉(zhuǎn)化、碳儲(chǔ)藏、碳封存、碳利用循環(huán)過程實(shí)施技術(shù)控制，使人類能充分合理地利用碳資源。

2、根據(jù)1項(xiàng)的方法，其中種植速生植物捕捉CO₂，其特征在于，

（1）下種

選擇土層深厚、肥沃、向陽、澆灌方便的地段，下種前翻耕起壟，優(yōu)選壟寬2～3m，以利排水及田間管理。