[發(fā)明專利]固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111574106.9
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN114377540B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林海;劉艷紅;李光彬;劉浩;孫世錚;王曉婧;鄭明珉;葛煒;呂錫嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/84
• 分類號(hào): B01D53/84;B01D53/62;B01D53/75;A01G7/02;A01G7/00;A01G7/04;C12M1/34;C12M1/36;C12M1/04;C12M1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 孫詩(shī)惠

本發(fā)明涉及了一種固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)，所述固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)包括第一培養(yǎng)單元、第二培養(yǎng)單元、碳捕集裝置、氣體凈化裝置、能源采集裝置和能源轉(zhuǎn)化裝置，第一培養(yǎng)單元內(nèi)有菌類，第二培養(yǎng)單元內(nèi)有藻類和/或植物，碳捕集裝置與第一培養(yǎng)單元連通，碳捕集裝置與第二培養(yǎng)單元連通，氣體凈化裝置與第一培養(yǎng)單元連通，氣體凈化裝置與第二培養(yǎng)單元連通，能源轉(zhuǎn)化裝置與能源采集裝置相連以驅(qū)動(dòng)碳捕集裝置、氣體凈化裝置、第一培養(yǎng)單元和第二培養(yǎng)單元形成碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)。本發(fā)明提供的固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)功能，有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、固碳能力及效率，達(dá)到低能耗固碳目的，并可進(jìn)一步提高作物增產(chǎn)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物固碳的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國(guó)積極響應(yīng)《巴黎協(xié)定》應(yīng)對(duì)氣候變化，主動(dòng)做出減排承諾，本世紀(jì)中葉前我國(guó)將持續(xù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，其中能源和農(nóng)業(yè)尤甚。

由于對(duì)化石能源的高度依賴，能源生產(chǎn)及其消費(fèi)活動(dòng)導(dǎo)致大量溫室氣體排放逃逸。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為重要的能源消費(fèi)活動(dòng)之一，巨大的能耗間接導(dǎo)致大量碳排放形成；農(nóng)作物多數(shù)存在有氧呼吸的特性，但部分作物無法進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣。因此碳平衡被打破導(dǎo)致的大量二氧化碳排放不單是一種資源的浪費(fèi)，更將對(duì)“雙碳政策”實(shí)施造成一定阻礙。例如我國(guó)食用菌栽培種類多達(dá)60多種，年產(chǎn)量達(dá)到千萬(wàn)噸，因此造成的碳排放和碳浪費(fèi)保守估計(jì)達(dá)到近百萬(wàn)噸之巨。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，植物和藻類經(jīng)常因外界長(zhǎng)時(shí)間的二氧化碳濃度不足，導(dǎo)致其“碳饑餓”，因此若不定期向植物和藻類補(bǔ)充二氧化碳將影響作物產(chǎn)量和質(zhì)量。二氧化碳資源浪費(fèi)和短缺的矛盾同時(shí)存在，因此如何合理循環(huán)利用碳?xì)獬蔀槲磥砭G色固碳和作物增產(chǎn)達(dá)到雙贏的關(guān)鍵因素之一。但是現(xiàn)有技術(shù)中的固碳方式均為簡(jiǎn)單的“碳捕捉+吸收”單向模式，無法形成碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)閉環(huán)，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，固碳能力和固碳效率有限，作物增產(chǎn)效果一般。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)，該固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)可以采用綠色能源驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)的功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、固碳能力和效率，達(dá)到低能耗固碳目的，并進(jìn)一步提高了作物增產(chǎn)效果。

本發(fā)明的實(shí)施例的固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)包括：第一培養(yǎng)單元，所述第一培養(yǎng)單元內(nèi)設(shè)有可進(jìn)行有氧呼吸的菌類；第二培養(yǎng)單元，所述第二培養(yǎng)單元內(nèi)設(shè)有可進(jìn)行光合作用的藻類和/或植物；碳捕集裝置，所述碳捕集裝置與所述第一培養(yǎng)單元連通以用于吸收所述第一培養(yǎng)單元內(nèi)的反應(yīng)氣體和外界空氣中的二氧化碳，所述碳捕集裝置與所述第二培養(yǎng)單元連通以用于向所述第二培養(yǎng)單元供應(yīng)二氧化碳；氣體凈化裝置，所述氣體凈化裝置與所述第一培養(yǎng)單元連通以用于向所述第一培養(yǎng)單元內(nèi)供應(yīng)富氧氣體，所述氣體凈化裝置與所述第二培養(yǎng)單元連通以用于吸收所述第二培養(yǎng)單元內(nèi)的反應(yīng)氣體；能源采集裝置，所述能源采集裝置用于采集可再生能源；能源轉(zhuǎn)化裝置，所述能源轉(zhuǎn)化裝置與所述能源采集裝置相連以用于將所述可再生能源轉(zhuǎn)化為電能，所述能源轉(zhuǎn)化裝置用于向所述碳捕集裝置和所述氣體凈化裝置供電，以驅(qū)動(dòng)所述碳捕集裝置、所述氣體凈化裝置、所述第一培養(yǎng)單元和所述第二培養(yǎng)單元之間形成碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)所述固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)的低能耗固碳。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)，可以通過能源采集裝置對(duì)可再生能源進(jìn)行采集，然后通過能源轉(zhuǎn)化裝置將其轉(zhuǎn)化為電能以驅(qū)動(dòng)碳捕集裝置工作，碳捕集裝置可以將第一培養(yǎng)單元內(nèi)的菌類產(chǎn)生的反應(yīng)氣體進(jìn)行處理以得到二氧化碳，并將其通入至第二培養(yǎng)單元內(nèi)以供第二培養(yǎng)單元內(nèi)的藻類和/或植物生長(zhǎng)。并且第二培養(yǎng)單元內(nèi)的藻類和?/或植物光合作用產(chǎn)生的反應(yīng)氣體經(jīng)過氣體凈化裝置形成富氧氣體，然后將其通入至第一培養(yǎng)單元內(nèi)以供菌類生長(zhǎng)使用。因此，本發(fā)明的實(shí)施例的固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)可以對(duì)菌類和藻類/植物的生長(zhǎng)提供閉環(huán)的碳?xì)鈨?nèi)循環(huán)回路，以實(shí)現(xiàn)固碳單元?dú)怏w循環(huán)交換系統(tǒng)的低能耗固碳，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、固碳能力和效率，達(dá)到固碳目的并進(jìn)一步提高了作物增產(chǎn)效果。