[發明專利]捕獲大氣中二氧化碳用于設施農業的裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201810048188.5
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108031238A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 張延風;劉士輝;饒品華;毛小慧;林彩玲;張中林;金靜;金慧;黃和喜
• 申請（專利權）人: 上海孫橋農業科技股份有限公司;上海工程技術大學;上海孫橋現代農業聯合發展有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;A01G9/18
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發明公開了一種捕獲大氣中二氧化碳用于設施農業的裝置，包括：與溫室大棚連通的外置管路，該外置管路上的設有吸脫附床層、第一閥門、第二閥門、鼓風用風機、第一CO2濃度檢測裝置、第二CO2濃度檢測裝置和溫控裝置，用于捕捉空氣中的CO2，并儲存在吸脫附床層處，在脫附時，收集的CO2進入溫室大棚內，第三CO2濃度檢測裝置用于檢測溫室大棚內的CO2濃度，使得溫室大棚內的CO2濃度符合作物的需求。使用方法，包括：先對空氣中的CO2在吸脫附床層處進行吸附收集，然后再通過風機將溫室大棚內的空氣通入吸脫附床層處進行脫附，脫附出來的CO2被帶入溫室大棚內，實現提高溫室大棚內的CO2濃度的目的。從而提高溫室大棚內作物產量，經濟性好且分離能效較高。

技術領域

本發明涉及捕獲二氧化碳的裝置，尤其涉及一種直接捕獲空氣中的二氧化碳，用于溫室大棚農作物種植的二氧化碳捕獲裝置及其使用方法。

背景技術

近百年來，由于化石燃料的大規模使用，大量的二氧化碳被排放到大氣中。大氣中的二氧化碳濃度由工業革命前的270ppm升高到現今的400ppm，這被認為是溫室效應的最主要原因。近幾十年來，溫室氣體排放所導致的全球氣候變化已成為全球公認的環境問題，特別是近年來全世界范圍的氣候異常給許多國家的糧食生產、水資源和能源供給帶來了嚴重影響。二氧化碳的減排與控制，已經成為二十一世紀最大的科技挑戰之一。

雖然溫室氣體排放導致的全球氣候變化對農業生產帶來了很多不確定性和負面影響，但是就大氣中二氧化碳濃度上升而言，其對農業生產并不是一件壞事，反而有較大的促進作用。二氧化碳是綠色植物進行光合作用的主要原料，其濃度是光合作用的主要限制因子。一般來說，植物進行光合作用的最適濃度為1000ppm，而大氣中的二氧化碳濃度僅為400ppm，溫室大棚中的二氧化碳濃度則更低。給農作物提供高濃度的二氧化碳能顯著提高作物產量。

傳統的二氧化碳捕獲方法所針對的是工業過程的固定排放源，如火力發電廠、化工廠、天然氣田等排放的廢氣，對其進行廢氣處理后進行二氧化碳的捕獲，我國的固定二氧化碳排放源基本上都是燃煤電廠，其煙道氣中含有較高濃度的汞，這種煙氣不能直接用于食物相關的用途，而做深度脫汞處理則不具經濟性。而且傳統的二氧化碳捕獲是將二氧化碳富集到90％以上的濃度，這是地質封存的要求，因為可以減少氣體壓縮和輸送成本。然而，對于溫室大棚而言，二氧化碳濃度只需要達到1000ppm左右就可以滿足作物的生長需求，按照傳統的二氧化碳捕獲方法浪費能源，分離能效較低。而且捕獲空氣中的CO2富集到90％濃度的成本約為300～1000美元/噸CO2，捕獲成本較高，經濟型差。

發明內容

本發明的目的是提供一種捕獲大氣中二氧化碳用于設施農業的裝置及使用方法，直接捕捉空氣中的CO2作為二氧化碳肥供給溫室大棚，經濟性好且分離能效較高。

本發明提供的技術方案如下：