[發明專利]一種利用農業用水增施二氧化碳的方法及所用裝置

有效

• 申請號: 201710724998.3
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107306700B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 趙敏;張孝民;薛定
• 申請（專利權）人: 陽光富碳農業科技(天津)有限公司
• 主分類號: A01G9/18
• 分類號: A01G9/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

1.一種利用農業用水增施二氧化碳的方法，其特征是，包括以下步驟：

1）首先將二氧化碳通入農用水中，提升已通入二氧化碳的水溶液體系的氣相分壓至飽和大氣壓下，制備出高濃度二氧化碳水溶液；

2）使用耐壓0.45Mpa以上的水管輸運步驟1）中所制備的高濃度二氧化碳水溶液至待增施二氧化碳的植物光合作用區；

3）通過農用水的常規使用，將高濃度二氧化碳水溶液中的二氧化碳氣相分壓降低至500Pa；高濃度二氧化碳水溶液中溶解的二氧化碳溢出并以氣態形式釋放到植物光合作用區；

4）通過控制農用水的供給量和二氧化碳的氣相分壓，調控植物光合作用區二氧化碳的釋放量；

其中，在常溫常壓下，二氧化碳補充量Y、氣源二氧化碳濃度C _CO2與植物光合作用區的供水量V_水符合以下關系式：

Y = K ( C _CO2×V_水 )；

式中：Y為植物區要求的二氧化碳增施量，單位g/m².hr ；

C _CO2 為用于增施氣體中的二氧化碳的含量，單位為V/V；

V_水為植物區供水量，單位L/m².hr；

K:為水體溫度下二氧化碳的飽和溶解度與水密度之積，單位為g/L 。

2.根據權利要求1所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法，其特征是，所述農用水包括灌溉用水、含營養物質的水肥或增濕及水簾冷卻用水。

3.根據權利要求1所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法，其特征是，所述二氧化碳包括純品二氧化碳或是工業二氧化碳排放氣；所述純品二氧化碳為氣態、液態或固態；所述工業二氧化碳排放氣為發酵氣、化工廢氣或煙道氣。

4.根據權利要求1所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法，其特征是，所述植物光合作用區指日光溫室、植物工廠或其他需要提升環境二氧化碳濃度的種植區域。

5.根據權利要求1所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法，其特征是，步驟3）中，農用水的常規使用包括：滴灌、噴淋、噴霧、水簾冷卻。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法所用裝置，其特征是，該裝置包括二氧化碳氣源設備、二氧化碳溶解設備、氣體控制系統、農用水輸送設備、位于植物光合作用區的二氧化碳釋放設備以及二氧化碳氣體壓力及含量、水流量的監測和控制系統；

通過氣體控制系統將二氧化碳氣源設備與二氧化碳溶解設備貫通，二氧化碳氣源設備內的二氧化碳氣體被引入二氧化碳溶解設備，通過氣體控制系統提升并保持二氧化碳溶解設備中氣相部分的二氧化碳的分壓至飽和大氣壓下；將二氧化碳溶解設備的出水口與農用水輸送設備相連，從而將水溶液輸送到植物光合作用區；農用水輸送設備連接二氧化碳釋放設備，水溶液流出二氧化碳釋放設備后，二氧化碳氣相分壓減至500Pa，水溶液內過量的二氧化碳溢出并以氣態形式釋放到植物光合作用區的大氣空間內；

所述農用水輸送設備包括具有0.45Mpa以上耐壓能力的耐壓水管、泵以及水流量控制閥；所述氣體控制系統包括氣體減壓閥、流量調節閥以及壓力、溫度顯示儀表；所述二氧化碳釋放設備為滴灌管、噴淋管、霧培管或水簾冷卻系統；二氧化碳氣體壓力及含量、水流量的監測和控制系統包括氣源二氧化碳濃度監測、農用水流量監測及控制、植物光合作用區內的二氧化碳濃度監測儀。

7.根據權利要求6所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法所用裝置，其特征是，所述二氧化碳采用純品二氧化碳或工業二氧化碳排放氣；所述純品二氧化碳的純度大于99.9%，為氣態、液態或固態二氧化碳產品；所述工業二氧化碳排放氣為發酵氣、化工廢氣或煙道氣；

當二氧化碳氣源為液態二氧化碳時，可采用帶減壓器及輸送管的鋼瓶或含汽化器、輸送管、控制及安全裝置的貯罐；當二氧化碳氣源為氣態二氧化碳時，采用含控制及安全裝置的輸送管道。

8.根據權利要求6所述的一種利用農業用水增施二氧化碳的方法所用裝置，其特征是，所述二氧化碳溶解設備為帶有出入水口、二氧化碳進氣口并與大氣隔絕的封閉式農業用水的中轉槽；采用封閉的方法是浮筒或密閉容器或專用耐壓容器；對于密閉容器，其頂部需安裝有泄壓裝置。