一种生物法净化CO2的反应床制造技术

本发明专利技术公开了一种生物法净化CO2的反应床，所述反应床表面养殖能够进行光合作用的生物；反应床底部铺设有流通管道，所述流通管道内设置营养液以及悬浮纳米余辉颗粒；所述反应床表面通过吸水通道连接至流通管道内的营养液中。本发明专利技术突破了生物法净化CO2中存在的光能利用率与生物堆积密度不能兼顾的瓶颈，通过合理设计反应床结构，既能增加生物堆积密度又能提高光能利用效率，白天可利用自然光，晚上可用电源辅助，较氨吸收、钙循环、富氧燃烧、电化学等技术能耗可降低90％以上，本发明专利技术具有投资成本低，装置结构简单，能够连续操作的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种CO2净化技术，尤其涉及一种以生物法净化CO2的反应床。
技术介绍
人类活动排放的CO2引起气候变化已经引起全球范围内的高度重视，各国都在努力尝试CO2减排以及治理方式。据统计，以CO2为代表的温室气体大量排放，导致近100年来全球气温急剧上升。据联合国最新统计，全球环境难民已达2500万，预计到2050年全球变暖导致的环境难民将达到1.5亿。虽然近年来全球已经在绿色能源领域(风能、光能等)有所进展，但在短期内化石燃料依旧将作为工业的主要能源。CO2净化技术很多，主要有氨吸收法、钙循环法、富氧燃烧法、电化学法。氨吸收法是以有机或无机铵盐为反应原料，通过与CO2发生反应而吸收净化CO2；钙循环法利用CaO与CO2反应生成CaCO3达到净化CO2的目的；富氧燃烧法则是将CO2与纯O2作为助燃剂用于可燃物的燃烧，从而产生高纯度的CO2并压缩储存；电化学法则利用电催化将CO2直接转化成有机溶液。然而，上述方法都存在能耗高或容易对环境产生二次污染等问题。例如，氨吸收法吸收后产生碳酸铵或碳酸氢铵，铵的碳酸盐不稳定，容易再次分解产生CO2；钙循环法需要大量消耗CaO，并且其产物CaCO3只有在高纯度下才有较好的经济价值，而以CaCO3热分解制备纯CO2并循环利用CaO则需要消耗额外的热能；富氧燃烧需要利用纯氧，同时需要压缩系统配套工作，成本较高；电催化目前还只是实验室阶段，其转换效率及成本成为抑制其发展的因素。另外，还有一种生物法，是通过光合作用吸收净化CO2。光合作用是大自然赋予的能在温和条件下净化CO2的过程，某些生物虽然单体净化CO2能力有限，但其在温和条件下有着超强的繁殖能力，从而具备强大的净化CO2潜力。但是，目前以生物法净化CO2存在光能利用率与生物堆积密度不能兼顾的问题，例如堆叠结构虽然可以增加生物堆积密度但会引起光照不足等问题；而池塘中的蓝藻虽然光能利用率得到了保障，但是堆积密度过低。这两种情况均导致CO2净化效率低下，这也是影响生物净化CO2法推向市场的最重要原因。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对现有的生物法净化CO2存在的净化效率低下的缺陷，提供一种新型的生物法净化CO2的反应床，通过合理设计净化反应床结构，既能增加生物堆积密度又能提高光能利用效率。本专利技术采用如下技术方案实现：一种生物法净化CO2的反应床，所述反应床表面养殖能够进行光合作用的生物；反应床底部铺设有流通管道，所述流通管道内设置营养液以及悬浮纳米余辉颗粒；所述反应床表面通过吸水通道连接至流通管道内的营养液中。进一步的，所述流通管道与反应床一体设置，所述流通管道设有开口朝上的流通小孔，所述吸水通道通过流通小孔延伸至流通管道内。进一步的，所述吸水通道为吸水材料制成的长条吸水部件。进一步的，所述流通管道两端分别与营养池形成回路。进一步的，所述回路上设有光池，所述光池内设有光源对营养液中的悬浮纳米余辉颗粒进行照射蓄能。优选的，所述流通管道采用若干纵横交错的直线管道布置。优选的，所述流通管道采用蛇形盘管的形式布置。优选的，所述流通管道采用同心圆或螺旋线的形式布置。优选的，所述流通管道采用菱形对角线交叉的形式布置。在本专利技术中，所述生物采用蓝藻。本专利技术采用上述技术方案，将反应床堆叠形成CO2净化模块，反应床底部的流通管道可对反应床起到支撑作用，反应床堆叠设置提高了生物堆积密度，将具有较强光合作用的生物均匀养殖在反应床上，反应床通过吸水通道，具有像灯芯一样的浸润能力，能够通过吸水通道从流通管中吸取营养液，吸取的营养液用于维系该生物的存活的营养需求。悬浮纳米余辉颗粒在流通管道中流动的过程中不断释放积蓄的光能用于生物进行光合作用的光源，可根据蓝藻光合作用所需的最佳波长对悬浮纳米余辉颗粒进行设计，实现光能利用效率的最大化。通过合理设计悬浮纳米余辉颗粒在流通管道中的分布数量，可以实现对反应床的全面、高强度光照覆盖，提高了光合作用中的光能利用率，本专利技术在白天利用自然光进行光合作用，在晚上，通过光源对悬浮纳米余辉颗粒进行照射储能，然后对反应床提供光照，实现光合作用的连续性。营养液可由营养池进行补充，通过营养液在线检测系统定期检测水体中营养液消耗情况，并利用储存的浓缩营养液进行补充，以满足固碳生物生存需求。。本专利技术突破了生物法净化CO2中存在的光能利用率与生物堆积密度不能兼顾的瓶颈，具有以下有益效果：1、采用易于培养、繁殖能力强的蓝藻作为培养生物，结合本专利技术的技术方使蓝藻集群CO2净化效率得到有效提升。2、通过悬浮纳米余辉颗粒对光能的吸收、释放功能实现高堆积密度下的光能高效传输与利用。3、悬浮纳米余辉颗粒的可设计性(光波波长可根据蓝藻光合作用最佳波长而设计)使得光能利用率能进一步提高。4、通过浸润作用给蓝藻提供营养成分，既能降低营养液的消耗，也能控制蓝藻的繁殖速度。5、释放光能后的悬浮纳米余辉颗粒在白天可利用自然光进行充能，在自然光不足的情况下可利用紫外灯进行照射充能。6、本专利技术采用反应床进行堆叠形成净化模块，提高生物堆积密度的同时，还具有光能利用率高、能耗低、对环境要求温和的优势，较氨吸收、钙循环、富氧燃烧、电化学等现有技术能耗可降低90％以上。7、本专利技术的净化CO2装置具有投资成本低，装置结构简单，可根据CO2治理量灵活布置反应床的数量，能够连续操作，还可根据需要制备成移动净化装置。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1为实施例中的反应床俯视图。图2为实施例中的反应床流通管道剖面示意图。图3为实施例中的反应床堆叠示意图。图4(a)为实施例中的反应床流通管道的蛇形盘管等效布置示意图。图4(b)为实施例中的反应床流通管道的菱形对角线等效布置示意图。图4(c)为实施例中的反应床流通管道的同心圆环等效布置示意图。图5为实施例中的CO2净化装置的结构示意图。图6为实施例中的光池示意图。图7为实施例中的营养池示意图。图中标号：1-进气模块，11-进气格栅，2-CO2净化模块，21-反应床，211-吸水通道，22-流通管道，221-流通小孔，222-悬浮纳米余辉颗粒，223-营养液，23-蛇形等效流通管道，24-同心圆等效流通管道，25-菱形对角线等效流通管道，3-出气模块，31-出气格栅，4-排水管道，41-排水支管，5-进水管道，51-进水支管，<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物法净化CO2的反应床，其特征在于：所述反应床表面养殖能够进行光合作用的生物；反应床底部铺设有流通管道，所述流通管道内设置营养液以及悬浮纳米余辉颗粒；所述反应床表面通过吸水通道连接至流通管道内的营养液中。

【技术特征摘要】
1.一种生物法净化CO2的反应床，其特征在于：
所述反应床表面养殖能够进行光合作用的生物；
反应床底部铺设有流通管道，所述流通管道内设置营养液以及悬浮纳米余
辉颗粒；
所述反应床表面通过吸水通道连接至流通管道内的营养液中。
2.根据权利要求1所述的一种生物法净化CO2的反应床，所述流通管道与反
应床一体设置，所述流通管道设有开口朝上的流通小孔，所述吸水通道通过流
通小孔延伸至流通管道内。
3.根据权利要求2所述的一种生物法净化CO2的反应床，所述吸水通道为吸
水材料制成的长条吸水部件。
4.根据权利要求1所述的一种生物法净化CO2的反应床，所述流通管道两端
分别与营养池形成回路。
5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何曦，叶明强，
申请(专利权)人：凯天环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43