專利名稱：連續(xù)u型管油藻生產(chǎn)方法和裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法和裝置及其用途，屬于油藻生產(chǎn)以及二氧化碳處理和生物油料工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，國內(nèi)外一些生物專家研究發(fā)現(xiàn)，油藻能在繁殖成長過程中吸收、分解、轉(zhuǎn)化二氧化碳為氧氣并在自體內(nèi)固定碳元素，形成油脂，相對于其他的生物柴油原料，油藻具有含油量高00-50%含油量)且生長期短(在二氧化碳供應(yīng)充足情況下油藻幼籽只需 7-10天即可成熟)、資源豐富(目前已發(fā)現(xiàn)20種以上的可供選擇用于養(yǎng)殖的油藻品種)等特點，可以作為生物柴油的主要原料?，F(xiàn)有技術(shù)中，油藻的生產(chǎn)試驗都是以平面形式(跑道式養(yǎng)殖池、池塘、自然濕地等養(yǎng)殖)進行，存在占地面積大、油藻捕獲空氣中的二氧化碳分子屬于自然行為、油藻的成長慢、成熟期不可控、含油量不可控等缺點，導(dǎo)致油藻生產(chǎn)效率低，成熟油藻收集麻煩，可提取的植物油料產(chǎn)量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法和裝置及其用途。建立油藻立體管網(wǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)，讓油藻養(yǎng)殖規(guī)?；?，并可以人為控制二氧化碳?xì)怏w濃度、光線照射時間、強度進而全過程控制油藻個體油脂含量、生長周期及油藻產(chǎn)量。本發(fā)明的技術(shù)方案。連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，將油藻種子以及培養(yǎng)液持續(xù)送入連續(xù)的U型管內(nèi)，U型管的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在U型管頂部設(shè)置氣體收集口收集氣體，減小管道內(nèi)部壓力，在U型管底部通過二氧化碳進口向U型管內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w，促進油藻生長，并通過持續(xù)注入帶有油藻種子的培養(yǎng)液，帶動油藻在U型管內(nèi)翻滾、移動，直至油藻成熟。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，成熟的油藻和培養(yǎng)液從U型管中排出，將油藻和培養(yǎng)液分離后，分離的培養(yǎng)液重新補充營養(yǎng)素和油藻種子，再次送入U型管內(nèi)，循環(huán)使用。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，在U型管內(nèi)，培養(yǎng)液和油藻的流速為每分鐘 0. 5-5 米。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，在U型管內(nèi)，培養(yǎng)液和油藻的流速為1-3米。連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，包括U型管，U型管的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道， 在連續(xù)U型管的首端設(shè)有培養(yǎng)液和油藻種子進口，在連續(xù)U型管的尾端設(shè)有培養(yǎng)液和成熟油藻出口，在U型管的底部設(shè)有二氧化碳進氣口，在U型管的頂部設(shè)有氣體收集口。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，連續(xù)U型管的培養(yǎng)液和成熟油藻出口通過管道連接油藻分離池，油藻分離池分離后的培養(yǎng)液通過管道進入投料池，投料池再連接至連續(xù)U 型管的培養(yǎng)液進口。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，所述二氧化碳進氣口連接氣體噴頭，在氣體噴頭均勻密布有噴氣孔。
上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，所述U型管的管徑為0. 2-3米，高度為3-15米， 所述連續(xù)U型管的管道長度為3000-40000米。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，所述U型管的管徑為0. 5-1. 2米，高度為5-7米， 所述連續(xù)U型管的管道長度為3600-7200米。所述連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法在工廠排放二氧化碳尾氣處理中的用途。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.U型管采用玻璃、塑料等透明材料制作，管道通透性強白天可以充分利用陽光， 夜間還可輔以人工照明，使油藻生長不受太陽光照時間、強度影響，油藻可以M小時生長， 縮短其成熟時間，并使油藻個體含油量明顯升高。U型管形成連續(xù)的通道，油藻的投放、培養(yǎng)和收集均為循環(huán)流水作業(yè)，簡化操作。2.利用U型管底部的氣體噴頭送入二氧化碳?xì)怏w，可以讓養(yǎng)殖的油藻在連續(xù)U型管道中充分捕獲二氧化碳分子，促進油藻的生長。持續(xù)注入培養(yǎng)液和二氧化碳?xì)怏w噴氣裝置可在U型管內(nèi)產(chǎn)生自然渦流，讓U型管道中的油藻個體處于流動的培養(yǎng)液流中，不停的翻滾和移動，增大其與陽光等光線的接觸面，提高油藻的生長速度。密封性良好的連續(xù)U型管道可有效隔離雜藻的影響。3.實現(xiàn)油藻的養(yǎng)殖、油脂積累、提油全程可控，油藻養(yǎng)殖連續(xù)性強，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)量高、含油量基本可控、可大量獲得生產(chǎn)生物柴油所需的植物油料。據(jù)初步計算，當(dāng)U型玻璃管道長度在3000-40000米之間，培養(yǎng)液流速為每分鐘1米時，每M小時可以獲得水藻混合體1440噸分離后可獲得油藻近400噸，在油藻含油20%情況下，可獲得藻油80噸左右。 在油藻含油50%情況下，每天可獲得藻油200噸左右。4.本方法和裝置還可用于工廠尾氣排放的處理，對于火電廠等使用燃煤、燃油鍋爐需要大量排放二氧化碳的工廠，其尾氣二氧化碳濃度大，收集該尾氣用于養(yǎng)殖油藻，可以有效降低二氧化碳的排放，實現(xiàn)二氧化碳減排。5.利用從油藻中提取的油料能夠生產(chǎn)生物柴油，取油后的油藻殘渣可用于食品級植物纖維素產(chǎn)品開發(fā)；也可用于禽畜飼料的基質(zhì)，采用本裝置還能大量節(jié)約油藻養(yǎng)殖的水域和土地資源。6.收集的氣體可通過氧篩制取高純度氧氣用于醫(yī)療等領(lǐng)域。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明氣體噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例。連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，如圖1所示，采用玻璃或塑料等透明材料制作U型管1，將U型管1的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在連續(xù)U型管1的首端設(shè)置培養(yǎng)液進口 2，在連續(xù)U型管1的尾端設(shè)置培養(yǎng)液出口 3，在U型管1的底部安裝二氧化碳進氣口 4，在U型管1的頂部安裝氣體收集口 5。為了實現(xiàn)循環(huán)生產(chǎn)，連續(xù)U型管1的培養(yǎng)液出口 3通過管道連接油藻分離池6，油藻分離池6的培養(yǎng)液通過管道進入投料池7，投料池7再連接至連續(xù)U型管1的培養(yǎng)液進口2。U型管1底部的二氧化碳進氣口 4連接氣體噴頭8，在氣體噴頭8均勻密布有噴氣孔9，噴氣孔9的孔徑為0. 1-0. 2毫米，孔距為10-20毫米。通過噴氣孔9噴出的二氧化碳細(xì)化氣泡，可以增大油藻與二氧化碳的接觸面，還能在U型管1內(nèi)形成渦流，油藻在培養(yǎng)液內(nèi)不停的翻滾和移動，增大其與陽光的接觸面，提高油藻的生長速度。二氧化碳進氣口 4的設(shè)置，考慮二氧化碳充分和培養(yǎng)液結(jié)合的情況，可以在每個U型管1底部均安裝二氧化碳進氣口 4，也可以間隔安裝。上述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，以現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)考慮，U型管1的管徑為管徑為0. 2-3米，高度為3-15米，效果較好。由于油藻要在連續(xù)U型管1內(nèi)流動過程全部培育成熟，考慮油藻的生長速度和培養(yǎng)液的流速，連續(xù)U型管1的管道長度為3000-40000米，即培養(yǎng)液的流動長度在3000-40000米較好。從生產(chǎn)投入成本考慮，更好的范圍是，U型管1的管徑為0. 5-1. 2米，高度為5-7米，連續(xù)U型管1的管道長度為3600-7200米。本發(fā)明的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法如下將油藻種子以及培養(yǎng)液通過培養(yǎng)液進口 2持續(xù)送入連續(xù)的U型管1內(nèi)，U型管1的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在U型管1底部通過二氧化碳進口 4和氣體噴頭8向U型管1內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w，利用收集到的工廠高濃度二氧化碳尾氣或壓縮空氣等，促進油藻生長，并帶動油藻在U型管1內(nèi)翻滾、移動，直至油藻成熟。成熟的油藻和培養(yǎng)液從U型管1的培養(yǎng)液出口 3中排出，送至油藻分離池6內(nèi)， 將油藻和培養(yǎng)液分離后，培養(yǎng)液泵入投料池7內(nèi)，重新補充營養(yǎng)素和油藻種子，再次送入U 型管1內(nèi)，循環(huán)使用。采用的營養(yǎng)素和油藻種子，均可由現(xiàn)有市場采購。在U型管1頂部的氣體收集口 5，用于收集排出的氣體，主要為油藻生長反應(yīng)后分解二氧化碳產(chǎn)生的氧氣，以及未反應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w，利用氧篩將收集的氣體分離，得到的氧氣可用于醫(yī)療等領(lǐng)域，殘余二氧化碳?xì)怏w將再次進入循環(huán)利用。影響油藻生長速度的有兩個重要因素陽光照射和吸收二氧化碳，經(jīng)試驗，在U型管1內(nèi)，培養(yǎng)液和油藻的流速控制在每分鐘0. 5-5米，能夠讓油藻在培養(yǎng)液內(nèi)充分翻滾和移動，為油藻提供均勻的光線照射和吸收二氧化碳的環(huán)境，提高油藻的生長速度。還可減少U 型管1內(nèi)壁產(chǎn)生生物膜。而培養(yǎng)液流速過慢，沉淀在U型管1底部的油藻光照不充分，生長緩慢，培養(yǎng)液流速過快，會影響油藻的生長，也會加長U型管1的長度，提高投入成本。培養(yǎng)液和油藻的流速控制在每分鐘1-3米，效果最好。本發(fā)明采用的二氧化碳?xì)怏w，可以是收集燃燒煤、燃燒石油等化石燃料的工廠二氧化碳尾氣，可以直接將空氣壓縮注入中U型管1內(nèi)，也可以將空氣中的二氧化碳收集后使用，連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法不僅能夠方便養(yǎng)殖油藻，還能有效降低工廠二氧化碳的排放， 實現(xiàn)二氧化碳減排，轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的生物柴油使用后對大氣排放凈增值為0。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，其特征在于將油藻種子以及培養(yǎng)液持續(xù)送入連續(xù)的U型管內(nèi)，U型管的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在U型管頂部設(shè)置氣體收集口收集氣體，減小管道內(nèi)部壓力，在U型管底部通過二氧化碳進口向U型管內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w， 促進油藻生長，并通過持續(xù)注入帶有油藻種子的培養(yǎng)液，帶動油藻在U型管內(nèi)翻滾、移動， 直至油藻成熟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，其特征在于成熟的油藻和培養(yǎng)液從U型管中排出，將油藻和培養(yǎng)液分離后，分離的培養(yǎng)液重新補充營養(yǎng)素和油藻種子，再次送入U型管內(nèi)，循環(huán)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，其特征在于在U型管內(nèi)，培養(yǎng)液和油藻的流速為每分鐘0. 5-5米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法，其特征在于在U型管內(nèi)，培養(yǎng)液和油藻的流速為1-3米。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一項所述方法使用的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，包括U型管 (1)，其特征在于u型管(1)的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在連續(xù)U型管(1)的首端設(shè)有培養(yǎng)液和油藻種子進口 O)，在連續(xù)U型管(1)的尾端設(shè)有培養(yǎng)液和成熟油藻出口(3)， 在U型管(1)的底部設(shè)有二氧化碳進氣口 G)，在U型管(1)的頂部設(shè)有氣體收集口(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，其特征在于連續(xù)U型管(1)的培養(yǎng)液和成熟油藻出口 C3)通過管道連接油藻分離池(6)，油藻分離池(6)分離后的培養(yǎng)液通過管道進入投料池(7)，投料池(7)再連接至連續(xù)U型管(1)的培養(yǎng)液進口 O)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，其特征在于所述二氧化碳進氣口(4)連接氣體噴頭(8)，在氣體噴頭(8)均勻密布有噴氣孔(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，其特征在于所述U型管(1)的管徑為0. 2-3米，高度為3-15米，所述連續(xù)U型管(1)的管道長度為3000-40000米。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)裝置，其特征在于所述U型管(1)的管徑為0. 5-1. 2米，高度為5-7米，所述連續(xù)U型管(1)的管道長度為3600-7200米。
10.權(quán)利要求1-4任一項所述連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法在工廠排放二氧化碳尾氣處理中的用途。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)U型管油藻生產(chǎn)方法和裝置及其用途，特點是將油藻種子以及培養(yǎng)液持續(xù)送入連續(xù)的U型管內(nèi)，U型管的頂部次第相連，形成連續(xù)的通道，在U型管頂部設(shè)置氣體收集口收集氣體，減小管道內(nèi)部壓力，在U型管底部通過二氧化碳進口向U型管內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w，促進油藻生長，并通過持續(xù)注入帶有油藻種子的培養(yǎng)液，帶動油藻在U型管內(nèi)翻滾、移動，直至油藻成熟。本發(fā)明具有以下優(yōu)點U型管形成連續(xù)的通道，油藻的投放、培養(yǎng)和收集循環(huán)作業(yè)，還排除了雜藻的干擾。U型管內(nèi)送入CO2，讓油藻充分捕獲CO2分子，促進油藻的生長。可控制光照時間、強度，創(chuàng)造油藻的最佳生長環(huán)境，實現(xiàn)油藻養(yǎng)殖的全程可控。油藻產(chǎn)量高。
文檔編號B01D53/62GK102181366SQ20111004313
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者葉乃強 申請人:葉乃強