專利名稱：一種采用太陽能加熱的二氧化碳生成系統(tǒng)及生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清潔能源綜合利用領(lǐng)域，涉及一種依靠太陽能加熱生成二氧化碳的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要氣體，對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)占60%以上，捕獲電廠和工廠煙 排放的二氧化碳并不困難，但是完全在排氣管和煙道中捕捉其他系統(tǒng)(如汽車、飛機、供暖系統(tǒng)等)排放的二氧化碳是不切實際的，因此人們對從空氣中捕獲二氧化碳的技術(shù)越來越關(guān)注，利用太陽能加熱生石灰捕集二氧化碳能夠滿足人們在任何地方捕集二氧化碳的需求，且不會對環(huán)境造成污染，具有很好的應(yīng)用前景。二氧化碳是蔬菜進(jìn)行光合作用的主要原料之一，空氣中二氧化碳濃度一般為385微升/升左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的需要。如果把二氧化碳濃度從大氣的濃度提高到1000微升/升，植物的光合作用效率可提高I倍以上。因此大棚使用二氧化碳，是保證蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培所不可缺少的重要措施之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠捕集空氣中的二氧化碳，減輕溫室效應(yīng)的二氧化碳生成系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的二氧化碳生成系統(tǒng)和方法，尤其適合為蔬菜大棚提供二氧化碳。技術(shù)方案如下一種采用太陽能加熱的二氧化碳生成系統(tǒng)，包括氣泵、水槽、太陽能電池、石英管、保溫絕熱層、儲氣柜；石英管置于保溫絕熱層內(nèi)，在石英管里放置有氧化鈣顆粒；由氣泵將空氣注入密閉的水槽中，水槽里液面上方的帶有水蒸氣的空氣被通入石英管的一端，石英管的另一端通過管路與第一和第二閥門分別相連，第一閥門與外界空氣相通，第二閥門與儲氣柜相連通；太陽能電池通過設(shè)置在石英管內(nèi)部的加熱絲對石英管加熱，生成的二氧化碳流入儲氣柜。作為優(yōu)選實施方式，所述的二氧化碳生成系統(tǒng)，其特征在于，在石英管與絕熱保溫套管之間填充有漂珠。本發(fā)明同時提供一種采用所述的系統(tǒng)實現(xiàn)的二氧化碳生成方法，該方法分為吸收二氧化碳階段和釋放二氧化碳階段兩個階段，第一階段的加熱溫度低于第二階段的加熱溫度，在第一階段，第一閥門打開，第二閥門閉合，對石英管加熱，使得二氧化碳與氧化鈣反應(yīng)并被吸附；在第二階段，第一閥門閉合，第二閥門打開，使得被吸附的二氧化碳被釋放出來。作為優(yōu)選實施方式，第一階段加熱溫度為400 450°C ;第二階段，加熱溫度為800 900°C ;在吸收二氧化碳過程中，空氣穿過加熱管的流速為O. 03m/s。該工藝流程中，提供給蔬菜大棚的二氧化碳完全來源于空氣，既實現(xiàn)了提高蔬菜的光合作用效率，又降低了大氣中二氧化碳的含量，而且，石英管吸收和釋放二氧化碳過程可重復(fù)進(jìn)行，在降低空氣中二氧化碳溫室氣體含量的同時，也為蔬菜大棚提供了植物生長的碳肥，避免使用市售二氧化碳發(fā)生器帶來的環(huán)境污染問題，是一種節(jié)能環(huán)保的新方法。


圖I是本發(fā)明的二氧化碳生成系統(tǒng)原理示意圖。圖2本發(fā)明采用的太陽能加熱器示意圖。
具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明參見圖I和圖2，本發(fā)明由氣泵I、水槽2、太陽能加熱器3、儲氣柜4等幾部分組成，其中太陽能加熱器由日光跟蹤鏡(圖中未畫出)、太陽能電池、石英管10組成?？諝庀扔蓺獗眠M(jìn)入水槽，然后混雜水蒸氣的空氣進(jìn)入太陽能加熱器；太陽能電池通過纏繞在石英管內(nèi)壁的電阻絲加熱管內(nèi)填充的氧化鈣顆粒11，使之達(dá)到吸收和解析二氧化碳所需的溫度。通過控制石英管加熱溫度，可實現(xiàn)二氧化碳的吸收和釋放；在石英管外采用絕熱保溫套管12，內(nèi)填充隔熱性能良好的飛灰漂珠13作為絕熱層。釋放出的純凈二氧化碳?xì)怏w被排入儲氣柜儲存；儲氣柜中的二氧化碳可根據(jù)需要送入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合作用效率?？諝庥蓺獗肐經(jīng)過氣體流量計7送入水槽2，氣體流速控制在O. 03m/s。隨后氣體進(jìn)入太陽能加熱器3，此時排氣閥8處于開啟狀態(tài)，閥9處于關(guān)閉狀態(tài)，在石英管中，先加熱至400 4500C，此時二氧化碳與氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，實現(xiàn)二氧化碳的吸收，在此溫度下，保持送入空氣30min，使氧化鈣吸收二氧化碳達(dá)到飽和；隨后將氣泵I關(guān)閉，同時關(guān)閉排氣閥8，并將加熱器加熱至800 900°C，在此過程中，碳酸鈣受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，待分解完全后(約30min),將排氣閥9打開,將純凈的二氧化碳?xì)怏w排入儲氣柜4 ;儲氣柜中的二氧化碳?xì)怏w可以通過氣泵5抽送至蔬菜大棚6提供足夠的光合作用氣體。本發(fā)明的作用機理是，在二氧化碳的吸收過程中二氧化碳與氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，所進(jìn)行的反應(yīng)如下
權(quán)利要求
1.一種采用太陽能加熱的二氧化碳生成系統(tǒng)，包括氣泵、水槽、太陽能電池、石英管、保溫絕熱層、儲氣柜；石英管置于保溫絕熱層內(nèi)，在石英管里放置有氧化鈣顆粒；由氣泵將空氣注入密閉的水槽中，水槽里液面上方的帶有水蒸氣的空氣被通入石英管的一端，石英管的另一端通過管路與第一和第二閥門分別相連，第一閥門與外界空氣相通，第二閥門與儲氣柜相連通；太陽能電池通過設(shè)置在石英管內(nèi)部的加熱絲對石英管加熱，生成的二氧化碳流入儲氣柜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳生成系統(tǒng)，其特征在于，在石英管與絕熱保溫套管之間填充有漂珠。
3.一種采用權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)實現(xiàn)的二氧化碳生成方法，其特征在于，該方法分為吸收二氧化碳階段和釋放二氧化碳階段兩個階段，第一階段的加熱溫度低于第二階段的加熱溫度，在第一階段，第一閥門打開，第二閥門閉合，對石英管加熱，使得二氧化碳與氧化鈣反應(yīng)并被吸附；在第二階段，第一閥門閉合，第二閥門打開，使得被吸附的二氧化碳被釋放出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳生成方法，其特征在于，第一階段加熱溫度為400 4500C ;第二階段，加熱溫度為800 900°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳生成方法，其特征在于，在吸收二氧化碳過程中，空氣穿過加熱管的流速為0. 03m/so
全文摘要
本發(fā)明屬于清潔能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用太陽能加熱的二氧化碳生成系統(tǒng)，包括氣泵、水槽、太陽能電池、石英管、保溫絕熱層、儲氣柜；石英管置于保溫絕熱層內(nèi)，在石英管里放置有氧化鈣顆粒；由氣泵將空氣注入密閉的水槽中，水槽里液面上方的帶有水蒸氣的空氣被通入石英管的一端，石英管的另一端通過管路與第一和第二閥門分別相連，第一閥門與外界空氣相通，第二閥門與儲氣柜相連通；太陽能電池通過設(shè)置在石英管內(nèi)部的加熱絲對石英管加熱，生成的二氧化碳流入儲氣柜。本發(fā)明同時提供一種采用上述系統(tǒng)實現(xiàn)的二氧化碳生成方法。本發(fā)明在降低空氣中二氧化碳溫室氣體含量的同時，也為蔬菜大棚提供了植物生長的碳肥，避免了環(huán)境污染問題。
文檔編號A01G7/02GK102630510SQ20121010511
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者孫騫, 張朝暉, 李文洋, 李迎春, 王亮, 趙斌 申請人:天津工業(yè)大學(xué)