[發(fā)明專利]一種采用水合物法為植物光合作用穩(wěn)定供碳的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410169830.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103965983A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 周詩崠;余益松;吳志敏;王樹立;李恩田;李輝
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;A01G7/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發(fā)明屬于沼氣凈化與氣體分離領域，這里特指利用水合物法固化沼氣中的二氧化碳，進而將沼氣提純，提純后的甲烷可以作為民用氣燃燒，也可經(jīng)過進一步處理用來作為工業(yè)原料氣或動力能源等用途；固化后的二氧化碳水合物利用太陽能所提供的熱量分解，高濃度的二氧化碳被送入大棚以提高植物的光合作用效率，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

背景技術

隨著沼氣技術在農(nóng)村的普及，如何提高農(nóng)村沼氣利用率，并將其與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相結合一直都是研究的熱點；沼氣的主要成分包括二氧化碳（30％-40％）與甲烷（50％-70％）二種氣體，二氧化碳是植物光合作用的原料，較高濃度的二氧化碳能夠提高光合作用的效率；甲烷提純后能夠用于民用氣及LNG等的原料氣，二者都具有較大的用途。

水合物氣體分離技術基于不同氣體形成水合物的條件不同，通過控制水合反應的溫壓條件將二氧化碳及甲烷氣體相分離，進而進步利用；專利“一種沼氣凈化方法及系統(tǒng)”（200710019153.0，公開（公告）號CN 101428190A）提出了一種采用水合物法固化沼氣中的二氧化碳，從而將甲烷提純獲得高純甲烷氣的方法；專利“一種利用太陽能加熱結晶水合物給溫室大棚供暖的裝置”（201220612156.1，公開（公告）號CN202873445U）提出了一種利用太陽能加熱結晶水合物的吸放熱過程，為溫室大棚供暖的裝置，然而，對于目前來說，有關沼氣與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相結合的“綠色”農(nóng)業(yè)途徑仍然未找到，因此，亟需探尋出一種能夠實際應用的綠色農(nóng)業(yè)模式。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對當前農(nóng)村沼氣利用的低效性，通過水合物法將沼氣中的二種主要氣體組分分離，分離后的高濃度二氧化碳用于提高植物大棚內二氧化碳的濃度，以增強光合作用強度，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量以及品質，分離后的甲烷氣，由于濃度較高，提高了氣體品質，能夠用于各種用途。

本發(fā)明由太陽能集熱器；離心水泵；保溫箱；單向液閥；水合物存儲單元；截至閥；單向氣閥；植物大棚；漿液泵；三相分離器；水合物生成單元；壓力控制閥；壓縮機；研碎裝置；制冰裝置；水合物存儲單元夾套空腔；沼氣池和過濾器組成；沼氣池的輸出端與第三單向氣閥的輸入端連接；第三單向氣閥的輸出端與過濾器的輸入端連接；過濾器的輸出端與壓縮機的輸入端連接；壓縮機的輸出端與第二壓力控制閥的輸入端連接；第二壓力控制閥的輸出端與水合物生成單元的第一輸入端連接；進水管接入制冰裝置的第一輸入端；制冰裝置的輸出端與研碎裝置的輸入端連接；研碎裝置的輸出端與第三漿體泵的輸入端連接；第三漿體泵的輸出端與第四單向液閥的輸入端連接；第四單向液閥的輸出端與水合物生成單元的第二輸入端連接；水合物生成單元的第一輸出端與第一壓力控制閥的輸入端連接；第一壓力控制閥的輸出端用于輸出高濃度甲烷氣；水合物生成單元的第二輸出端與第三截止閥的輸入端連接；第三截止閥的輸出端與第二漿液泵的輸入端連接；第二漿液泵的輸出端與立式三相分離器的輸入端連接；立式三相分離器的第一輸出端與第二單向氣閥的輸入端連接；第二單向氣閥的輸出端用于輸出甲烷氣；立式三相分離器的第二輸出端與第六單向液閥的輸入端連接；第六單向液閥的輸出端與第四離心水泵的輸入端連接；第四離心水泵的輸出端與第五單向液閥的第一輸入端連接；第五單向液閥的輸出端與制冰裝置的第二輸入端連接；立式三相分離器的第三輸出端與第二截止閥的輸入端連接；第二截止閥的輸出端第一漿液泵的輸入端連接；第一漿液泵的輸出端與第一截止閥的輸入端連接；第一截止閥的輸出端與水合物存儲單元的輸入端連接；水合物存儲單元的第一輸出端與第一單向氣閥的輸入端連接；第一單向氣閥的輸出端與植物大棚的輸入端連接；水合物存儲單元的第二輸出端與第三單向液閥的輸入端連接；第三單向液閥的輸出端與第三離心水泵的輸入端連接；第三離心水泵的輸出端與第五單向液閥的第二輸入端連接；太陽能集熱器的輸出端與第一離心水泵的輸入端連接；第一離心水泵的第一輸出端與保溫箱的第一輸入端連接；保溫箱的第一輸出端與第七單向液閥的第一輸入端連接；第七單向液閥的輸出端與太陽能集熱器的輸入端連接；第一離心水泵的第二輸出端與第一單向液閥的第一輸入端連接；第一單向液閥的輸出端與第二離心水泵的輸入端連接；第二離心水泵的輸出端與水合物存儲單元夾套空腔的輸入端連接；水合物存儲單元夾套空腔的輸出端與第二單向液閥的輸入端連接；第二單向液閥的第一輸出端與保溫箱的第二輸入端連接；保溫箱的第二輸出端與第一單向液閥的第二輸入端連接；第二單向液閥的第二輸出端與第七單向液閥的第二輸入端連接。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在以下幾個方面：