捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，包括：与温室大棚连通的外置管路，该外置管路上的设有吸脱附床层、第一阀门、第二阀门、鼓风用风机、第一CO2浓度检测装置、第二CO2浓度检测装置和温控装置，用于捕捉空气中的CO2，并储存在吸脱附床层处，在脱附时，收集的CO2进入温室大棚内，第三CO2浓度检测装置用于检测温室大棚内的CO2浓度，使得温室大棚内的CO2浓度符合作物的需求。从而提高温室大棚内作物产量，经济性好且分离能效较高。

Device for capturing atmospheric carbon dioxide for installation agriculture

The utility model discloses a device for capturing atmospheric carbon dioxide for facility agriculture, including an external pipeline connected with a greenhouse, which is provided with a suction and desorption bed, a first valve, a second valve, an air blower, a first CO2 concentration detection device, a second CO2 concentration detection device and a temperature control device. The third CO2 concentration detection device is used to detect the CO2 concentration in the greenhouse, so that the CO2 concentration in the greenhouse can meet the needs of crops. So as to increase crop yield in greenhouse, the economy is good and the separation energy efficiency is higher.

【技术实现步骤摘要】
捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置
本技术涉及捕获二氧化碳的装置，尤其涉及一种直接捕获空气中的二氧化碳，用于温室大棚农作物种植的二氧化碳捕获装置。
技术介绍
近百年来，由于化石燃料的大规模使用，大量的二氧化碳被排放到大气中。大气中的二氧化碳浓度由工业革命前的270ppm升高到现今的400ppm，这被认为是温室效应的最主要原因。近几十年来，温室气体排放所导致的全球气候变化已成为全球公认的环境问题，特别是近年来全世界范围的气候异常给许多国家的粮食生产、水资源和能源供给带来了严重影响。二氧化碳的减排与控制，已经成为二十一世纪最大的科技挑战之一。虽然温室气体排放导致的全球气候变化对农业生产带来了很多不确定性和负面影响，但是就大气中二氧化碳浓度上升而言，其对农业生产并不是一件坏事，反而有较大的促进作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的主要原料，其浓度是光合作用的主要限制因子。一般来说，植物进行光合作用的最适浓度为1000ppm，而大气中的二氧化碳浓度仅为400ppm，温室大棚中的二氧化碳浓度则更低。给农作物提供高浓度的二氧化碳能显著提高作物产量。传统的二氧化碳捕获方法所针对的是工业过程的固定排放源，如火力发电厂、化工厂、天然气田等排放的废气，对其进行废气处理后进行二氧化碳的捕获，我国的固定二氧化碳排放源基本上都是燃煤电厂，其烟道气中含有较高浓度的汞，这种烟气不能直接用于食物相关的用途，而做深度脱汞处理则不具经济性。而且传统的二氧化碳捕获是将二氧化碳富集到90％以上的浓度，这是地质封存的要求，因为可以减少气体压缩和输送成本。然而，对于温室大棚而言，二氧化碳浓度只需要达到1000ppm左右就可以满足作物的生长需求，按照传统的二氧化碳捕获方法浪费能源，分离能效较低。而且捕获空气中的CO2富集到90％浓度的成本约为300～1000美元/吨CO2，捕获成本较高，经济型差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，直接捕捉空气中的CO2作为二氧化碳肥供给温室大棚，经济性好且分离能效较高。本技术提供的技术方案如下：一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，包括：吸附进气管、吸附出气管、脱附进气管与脱附出气管；第一阀门，所述第一阀门设有第一吸附进气口、第一脱附进气口和出气口，所述第一吸附进气口与所述吸附进气管连通，所述第一脱附进气口通过所述脱附进气管与温室大棚的内部连通；第二阀门，所述第二阀门设有第二吸附出气口、第二脱附出气口和进气口，所述第二吸附出气口与所述吸附出气管连通，所述第二脱附出气口通过所述脱附出气管与温室大棚的内部连通；吸脱附床层，所述吸脱附床层将所述第一阀门的出气口与所述第二阀门的进气口连通；风机，所述风机设置于所述第一阀门与第二阀门之间，且所述第一阀门的出气口通过所述风机与所述第二阀门的进气口连通；第一CO2浓度检测装置、第二CO2浓度检测装置与第三CO2浓度检测装置，所述第一CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第二阀门之间，所述吸脱附床层与第二阀门通过所述第一CO2浓度检测装置连通，所述第二CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第一阀门之间，所述吸脱附床层与第一阀门通过所述第二CO2浓度检测装置连通，所述第三CO2浓度检测装置设置于所述温室大棚内；温控装置，所述温控装置设置于所述吸脱附床层处；当所述吸脱附床层处于吸附状态时，所述外部环境、吸附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测装置、风机、吸脱附床层、第一CO2浓度检测装置、第二阀门与吸附出气管形成吸附回路；当所述吸脱附床层处于脱附状态时，所述温室大棚的内部、脱附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测装置、风机、吸脱附床层、第一CO2浓度检测装置、第二阀门与脱附出气管形成脱附回路。上述结构中，当吸脱附床层处于吸附状态时，通过风机将外部环境中的空气泵入吸脱附床层处进行CO2的吸附，在吸脱附床层处的CO2处于饱和状态时，将第一阀门和第二阀门的连通方向进行切换，并打开温控装置、对吸附床层处进行加热，并通过风机将温室大棚内的空气泵入吸脱附床层内进行脱附，缓慢增加温室大棚内的CO2的浓度，直至温室大棚中的CO2浓度达到需要的浓度值即可。由于是直接捕捉空气中的CO2，省去了处理烧煤厂的废气中的有害物质的成本，且只需要将CO2富集到需要的浓度，不需要富集到90％以上的浓度，大大提高了分离能效且降低了捕获和处理CO2成本，而且利用空气中的CO2补充到温室大棚内也对降低环境中的CO2也有好处，减缓全球温室效应。优选地，所述风机位于所述吸脱附床层与第一阀门之间，且所述吸脱附床层与第一阀门通过所述风机连通。优选地，所述温控装置包括：热电偶与加热器，所述热电偶与加热器均设置在所述吸脱附床层内；或所述温控装置包括：热电偶与加热器，所述吸脱附床层与第一阀门之间设有预加热装置，所述吸脱附床层与第一阀门通过所述预加热装置连通，所述预加热装置内设有所述热电偶与加热器，且所述吸脱附床层内设有所述热电偶；或所述温控装置包括：热电偶与加热器，所述吸脱附床层与第一阀门之间设有预加热装置，所述吸脱附床层与第一阀门通过所述预加热装置连通，所述预加热装置内设有所述热电偶与加热器，且所述吸脱附床层内也设有所述热电偶与加热器。通过多设置一个预加热装置能够对通入吸脱附床层内的空气进行预加热，使其能够在进入吸脱附床层之前就具有适当的脱附温度，提高脱附效率。优选地，所述捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置还包括：PLC控制器，所述PLC控制器分别和所述第一CO2浓度检测装置、第二CO2浓度检测装置、第三CO2浓度检测装置、风机、加热器、热电偶、第一阀门与第二阀门连接。上述结构中，通过设置PLC控制器对各个设备进行统一控制，可以节约人力成本，实现二氧化碳捕获的自动化。优选地，所述第一阀门与第二阀门均为电磁三通阀。优选地，所述吸附进气管处设有空气过滤器。上述结构中，通过设置空气过滤器能够避免空气中的粉尘在吸附时留在吸脱附床层处，时间长了之后灰尘会堵塞在吸脱附床层，导致吸脱附床层的吸附效率和脱附效率降低。本技术提供的一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，能够带来以下有益效果：本技术中通过直接在温室大棚旁边设置用于捕获大气中二氧化碳的装置，能够捕获空气中的CO2，并用温室大棚内部的空气脱附吸脱附床层处吸附的二氧化碳，将其通入温室大棚内，提高温室大棚内的CO2浓度，有利于提高作物的产量，且不需要附加设置做深度脱汞处理的设备，设备成本较低，而且经济性好且分离能效较高，对空气中CO2进行利用，缓解温室效应。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本技术的捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置的结构示意图。附图标号说明：1-温室大棚，2a-第一阀门，2b-第二阀门，3-风机，4-吸脱附床层，5-第一CO2浓度检测装置，6-预加热装置，7-空气过滤器，8a-吸附进气管，8b-吸附出气管，8c-脱附进气管，8d-脱附出气管。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本技术的具体实施方式。显而易见地，下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，其特征在于，包括：吸附进气管、吸附出气管、脱附进气管与脱附出气管；第一阀门，所述第一阀门设有第一吸附进气口、第一脱附进气口和出气口，所述第一吸附进气口与所述吸附进气管连通，所述第一脱附进气口通过所述脱附进气管与温室大棚的内部连通；第二阀门，所述第二阀门设有第二吸附出气口、第二脱附出气口和进气口，所述第二吸附出气口与所述吸附出气管连通，所述第二脱附出气口通过所述脱附出气管与温室大棚的内部连通；吸脱附床层，所述吸脱附床层将所述第一阀门的出气口与所述第二阀门的进气口连通；风机，所述风机设置于所述第一阀门与第二阀门之间，且所述第一阀门的出气口通过所述风机与所述第二阀门的进气口连通；第一CO2浓度检测装置、第二CO2浓度检测装置与第三CO2浓度检测装置，所述第一CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第二阀门之间，所述吸脱附床层与第二阀门通过所述第一CO2浓度检测装置连通，所述第二CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第一阀门之间，所述吸脱附床层与第一阀门通过所述第二CO2浓度检测装置连通，所述第三CO2浓度检测装置设置于所述温室大棚内；温控装置，所述温控装置设置于所述吸脱附床层处；当所述吸脱附床层处于吸附状态时，外部环境、吸附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测装置、风机、吸脱附床层、第一CO2浓度检测装置、第二阀门与吸附出气管形成吸附回路；当所述吸脱附床层处于脱附状态时，所述温室大棚的内部、脱附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测装置、风机、吸脱附床层、第一CO2浓度检测装置、第二阀门与脱附出气管形成脱附回路。...

【技术特征摘要】
1.一种捕获大气中二氧化碳用于设施农业的装置，其特征在于，包括：吸附进气管、吸附出气管、脱附进气管与脱附出气管；第一阀门，所述第一阀门设有第一吸附进气口、第一脱附进气口和出气口，所述第一吸附进气口与所述吸附进气管连通，所述第一脱附进气口通过所述脱附进气管与温室大棚的内部连通；第二阀门，所述第二阀门设有第二吸附出气口、第二脱附出气口和进气口，所述第二吸附出气口与所述吸附出气管连通，所述第二脱附出气口通过所述脱附出气管与温室大棚的内部连通；吸脱附床层，所述吸脱附床层将所述第一阀门的出气口与所述第二阀门的进气口连通；风机，所述风机设置于所述第一阀门与第二阀门之间，且所述第一阀门的出气口通过所述风机与所述第二阀门的进气口连通；第一CO2浓度检测装置、第二CO2浓度检测装置与第三CO2浓度检测装置，所述第一CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第二阀门之间，所述吸脱附床层与第二阀门通过所述第一CO2浓度检测装置连通，所述第二CO2浓度检测装置设置于所述吸脱附床层与第一阀门之间，所述吸脱附床层与第一阀门通过所述第二CO2浓度检测装置连通，所述第三CO2浓度检测装置设置于所述温室大棚内；温控装置，所述温控装置设置于所述吸脱附床层处；当所述吸脱附床层处于吸附状态时，外部环境、吸附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测装置、风机、吸脱附床层、第一CO2浓度检测装置、第二阀门与吸附出气管形成吸附回路；当所述吸脱附床层处于脱附状态时，所述温室大棚的内部、脱附进气管、第一阀门、第二CO2浓度检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延风，刘士辉，饶品华，毛小慧，林彩玲，张中林，金静，金慧，黄和喜，
申请(专利权)人：上海孙桥农业科技股份有限公司，上海工程技术大学，上海孙桥现代农业联合发展有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31