(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211018840.1 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 常州大学 地址 213164 江苏省常州市武进区湖塘镇 滆湖中路21号 (72)发明人 颜欣　万玉山　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 朱伟军　刘婷 (51)Int.Cl. B01D 53/75(2006.01) B01D 53/84(2006.01) B01D 53/78(2006.01) B01D 53/62(2006.01) A01G 22/00(2018.01)A01G 33/00(2006.01) A01G 7/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/38(2006.01) C12M 1/42(2006.01) C12N 1/12(2006.01) (54)发明名称 一种藻类碳捕集装置及其使用方法 (57)摘要 本发明公开了一种藻类碳捕集装置及其使 用方法， 涉及二氧化碳捕集及利用技术领域， 该 碳捕集装置包括依次连通的初始气 源、 碳捕集系 统、 压力控制单元、 藻类生物反应单元、 一级尾气 出口、 植物培养单元、 二级尾气出口、 第一排气 口。 本发明通过获得特定浓度的二氧化碳气源， 在密闭的藻类生物反应单元和植物培养单元中 依次进行光合作用， 使 得通过碳捕集后的二氧化 碳被藻类及植物所固定， 期间通过监测使得符合 条件的二氧化碳进行下一步光合作用或者排出， 不符合条件的二氧化碳重新浓缩或者返回上一 级继续进行光合作用， 两种光合作用相辅相成协 同作用， 从而大大提高了生物固碳量及固碳效 率。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115350578 A 2022.11.18 CN 115350578 A 1.一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 所述碳捕集装置包括依次连通的初始气源、 碳捕 集系统、 压力控制单元、 藻类生物反应单元、 一级尾气出口、 植物培养单元、 二级尾气出口、 第一排气口； 所述一级尾气出口与 所述植物培养单元间设有第 一管道， 所述第 一管道上设有第 一阀 门， 所述第一阀门和所述一级尾气出口之 间的所述第一管道上设有与所述藻类反应单元连 通的第二管道， 所述第二管道上设有第一回流阀； 所述第一阀门和所述一级尾气出 口之间 的所述第一管道上还设有第七管道， 所述第七管道的末端连接有第二排气口， 所述第七管 道与所述第二 排气口间设有第三阀门； 所述二级尾气出口与所述第一排气口间设有第三管道， 所述第三管道上设有第二阀 门， 所述第二阀门和所述二级尾气出口之 间的所述第三管道上设有与所述藻类生物反应单 元连通的第四管道， 所述第四管道上设有第二回流阀； 所述藻类生物反应单元内密闭进行一级光合作用， 所述植物培养单元内密闭进行二级 光合作用。 2.根据权利要求1所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 所述一级尾气出口处设有 第一流量感应器， 所述二级尾气出口处设有第二 流量感应器。 3.根据权利要求2所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 当所述第 一流量感应器监 测到二氧化碳浓度＜400ppm时， 所述第一阀门和所述第一回流阀关闭， 所述第三阀门开启； 当所述第一流量感应器监测到二氧化碳浓度为400～800ppm时， 所述第一阀门开启， 所述第 一回流阀和所述第三阀门关闭； 当所述第一流量感应器监测到二氧化碳浓度为800～ 1200ppm时， 所述第一阀门和所述第三阀门关闭， 所述第一回流阀开启。 4.根据权利要求3所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 当所述第 二流量感应器监 测到二氧化碳浓度＜400ppm时， 所述第二阀门开启， 所述第二回流阀关闭； 当所述第二流量 感应器监测到二氧化 碳浓度＞40 0ppm时， 所述第二阀门关闭， 所述第二回流阀开启。 5.根据权利要求3所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 所述第 二阀门和所述二级 尾气出口之 间的所述第三管道还设有与所述初始气源连通的第六管道， 所述第六管道上设 有第四回流阀， 所述第二流量传感器和所述第四回流阀之间设有回流阀管道系统， 当所述 第二流量感应器监测 到二氧化碳浓度＞400ppm时， 所述第二阀门和所述第二回流阀关闭， 所述第四回流阀和所述回流阀管道系统开启， 对二级尾气 中的二氧化碳进行浓缩， 当所述 第二流量感应器监测到二氧化碳浓度＜400ppm时， 所述第二回流阀和所述第四回流阀关 闭， 所述第二阀门开启。 6.根据权利要求2所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 所述第 一阀门和所述一级 尾气出口之 间的所述第一管道上还设有与所述初始气源连通的第五管道， 所述第五管道上 设有第三回流阀， 所述第一流量传感器和所述第三回流阀之间设有所述回流阀管道系统， 当所述第一流量感应器监测 到二氧化碳浓度＞400ppm时， 所述第一阀门、 所述第三阀门和 所述第一回流阀关闭， 所述第三回流阀和所述回流阀管道系统开启， 对一级尾气 中的二氧 化碳进行浓缩； 当所述第一流量感应器监测到二氧化碳浓度＜400ppm时， 所述第一阀门、 所 述第三回流阀和所述第一回流阀关闭， 所述第三阀门开启。 7.根据权利要求1所述的一种藻类碳捕集装置， 其特征在于， 所述碳捕集系统的碳捕集 包括如下步骤： (1)从草木灰中提取并分离得到饱和碳酸钾溶液； (2)将所述初始气源通入权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115350578 A 2所述饱和碳酸钾溶液中吸收二氧化碳得到第一溶液； (3)加热所述第一溶液释放二氧化碳 气体并收集。 8.根据权利要求1～7任一项所述 碳捕集装置的使用方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1a： 通过所述碳捕集系统获得所述初始气源中的二氧化碳气源， 通过所述压力控制单 元控制所述 二氧化碳气源中二氧化 碳浓度≤140 0ppm； S2a： 将所述二氧化碳气源通入密闭的所述藻类生物反应单元进行所述一级光合作用， 并通过所述一级尾气出口排出 所述一级尾气； S3a： 若所述一级尾气中二氧化碳浓度为800～ 1200ppm， 重新将所述一级尾气通入所述 藻类生物反应单元进行所述一级光合作用； 若所述一级尾气中二氧化碳浓度为400～ 800ppm， 将所述一级尾气通入密闭的所述植物培养单元进行所述二级光合作用， 并通过所 述二级尾气出口排出 所述二级尾气； S4a： 若所述二级尾气中二氧化碳浓度≥400ppm， 重新将所述二级尾气通入所述藻类生 物反应单元进行所述一级光合作用； 若所述二级尾气中二氧化碳浓度＜400ppm， 通过所述 第一排气口将所述 二级尾气排空。 9.根据权利要求1～7任一项所述 碳捕集装置的使用方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1b： 通过所述碳捕集系统获得所述初始气源中的二氧化碳气源， 通过所述压力控制单 元控制所述 二氧化碳气源中二氧化 碳浓度≤140 0ppm； S2b： 将所述二氧化碳气源通入密闭的所述藻类生物反应单元进行所述一级光合作用， 并通过所述一级尾气出口排出 所述一级尾气； S3b： 若所述一级尾气中二氧化碳浓度≥400ppm， 对所述一级尾气进行浓缩并重新通入 所述初始气源进行碳捕集； 若所述一级尾气中二氧化碳浓度＜400ppm， 通过所述第二排气 口将所述 一级尾气排空。 10.根据权利要求1～7任一项所述碳捕集装置的使用方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1c： 通过所述碳捕集系统获得所述初始气源中的二氧化碳气源， 通过所述压力控制单 元控制所述 二氧化碳气源中二氧化 碳浓度≤140 0ppm； S2c： 将所述二氧化碳气源通入密闭的所述藻类生物反应单元进行所述一级光合作用， 并通过所述一级尾气出口排出 所述一级尾气； S3c： 若所述一级尾气中二氧化碳浓度为800～ 1200ppm， 重新将所述一级尾气通入所述 藻类生物反应单元进行所述一级光合作用； 若所述一级尾气中二氧化碳浓度为400～ 800ppm， 将所述一级尾气通入密闭的所述植物培养单元进行所述二级光合作用， 并通过所 述二级尾气出口排出 所述二级尾气； S4c： 若所述二级尾气中二氧化碳浓度≥400ppm， 对所述二级尾气进行浓缩并重新通入 所述初始气源进行碳捕集； 若所述二级尾气中二氧化碳浓度＜400ppm， 通过所述第一排气 口将所述 二级尾气排空。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115350578 A 3