本發(fā)明屬于降低空污排放及再生能源制造設(shè)備的領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種能夠有效減少二氧化碳排放的方法及其綠能系統(tǒng)，其利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳微粒經(jīng)過(guò)水洗后所產(chǎn)生的碳酸水，養(yǎng)殖微藻并生成生質(zhì)柴油的技術(shù)。

背景技術(shù)：

按，近年來(lái)，由于工業(yè)廢氣及汽機(jī)車廢氣所造成的二氧化碳排放量提高，造成溫室效應(yīng)逐年惡化，嚴(yán)重影響的整個(gè)地球的生態(tài)現(xiàn)象，因此，根據(jù)京都議定書的目標(biāo)是針對(duì)各參與國(guó)家的二氧化碳排放量進(jìn)行嚴(yán)格的限制，期能大氣中的溫室氣體含量穩(wěn)定在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃缴踔两档?，以保證生態(tài)系統(tǒng)的平滑適應(yīng)、食物的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

目前，隨著電動(dòng)車輛或油電車的技術(shù)提升及普及率越來(lái)越高，逐年取代傳統(tǒng)的石化燃料車輛，期望能夠逐漸解決車輛廢棄所造成的影響；但是，對(duì)于制造工業(yè)中所產(chǎn)生的工業(yè)廢氣問題，卻始終無(wú)法獲得有效的解決，特別是針對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，不僅會(huì)增加建置除污設(shè)備的成本，且能解決的污染卻相當(dāng)有限，加上世界性的能源短缺，地底的石油資源有限，且開采受氣候因素及國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)的因素而動(dòng)蕩不安，也造成了全球高油價(jià)的時(shí)代來(lái)臨及新的能源危機(jī)，因此生質(zhì)能源也就逐漸受到重視及開發(fā)，為此，加強(qiáng)能源作物耕收、木質(zhì)纖維衍生計(jì)劃、生質(zhì)存類壓氧發(fā)酵作用產(chǎn)清技術(shù)等生質(zhì)能源也成為一門相當(dāng)搶眼的技術(shù)；其中，又以藻類養(yǎng)殖及裂解作為生質(zhì)能源產(chǎn)出的方法最為搶眼，由于地球環(huán)境漸漸暖化，反倒使得藻類大量增生，該藻類若能夠經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)殖后，則可產(chǎn)生生質(zhì)柴油、酒精及藻塊養(yǎng)殖食品，不僅能夠以現(xiàn)有糧食農(nóng)作物，如：小麥或玉米等生產(chǎn)生質(zhì)柴油，減少對(duì)糧食浪費(fèi)所造成的饑荒問題，并且，若能有效將地球暖化所增生的藻類用來(lái)生產(chǎn)能源，亦可達(dá)到減碳保護(hù)環(huán)境生態(tài)的效果，實(shí)為目前所見的最佳能源增生策略。

然，目前養(yǎng)殖藻類的技術(shù)均以露天養(yǎng)殖為主，即在戶外設(shè)置若干養(yǎng)殖池，在該養(yǎng)殖池內(nèi)置放藻類，該種藻類僅適合作為健康食品及藻塊等養(yǎng)殖食品，但是，現(xiàn)有養(yǎng)殖 藻類于露天養(yǎng)殖，分類采收不易，其中又摻雜了茁壯的脂株(即成株)、有病蟲害的弱株、漸漸老化的老株及尚未成長(zhǎng)的幼苖，不僅無(wú)法獲取所需的微藻脂株，其同時(shí)獲取的許多過(guò)老、病害或過(guò)幼均影響后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)的效率。并且，露天養(yǎng)殖還會(huì)受到雨季等天氣因素，使得養(yǎng)分被沖淡稀釋，造成生長(zhǎng)養(yǎng)分不足，若遇天候溫差過(guò)大，如過(guò)冷或過(guò)熱均會(huì)對(duì)藻類生長(zhǎng)造成損傷。

有鑒于此，本發(fā)明人遂積多年來(lái)從事藻類養(yǎng)殖及參考各國(guó)專利文獻(xiàn)如：中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專利第I369399號(hào)「供用于二氧化碳捕集設(shè)備的裝置」、美國(guó)發(fā)明第7763457號(hào)「High photoefficiency microalgae bioreactors」、美國(guó)發(fā)明第5534417號(hào)「Microorganism growth apparatus」、美國(guó)第20080220486號(hào)專利公開案「Method for growing photosynthetic organisms」專利專利申請(qǐng)案，以及本發(fā)明人的中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專利第I342185號(hào)「養(yǎng)殖藻類的栽培器」等，經(jīng)過(guò)不斷地改良及設(shè)計(jì)后，進(jìn)而整合出一套能夠利用微藻作為減少二氧化碳排放的方法及其綠能系統(tǒng)，期能對(duì)環(huán)境保護(hù)盡一分心力，并提升其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的一目的，旨在提供一種減少二氧化碳排放的方法，從而將工廠廢氣收集后，利用其中所含有的二氧化碳及可吸入肺顆粒物(PM2.5)來(lái)養(yǎng)殖微藻，進(jìn)一步大量減低該工業(yè)廢氣的二氧化碳及PM2.5的排放量，使該微藻生成具有經(jīng)濟(jì)效益的生質(zhì)柴油作為營(yíng)利或其他用途的功效。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的減少二氧化碳排放的方法，其步驟包括：收集一工業(yè)廢氣，且使該工業(yè)廢氣含有濃度大于5000ppm的二氧化碳?xì)怏w及可入肺顆粒物(PM 2.5)；均質(zhì)化處理該工業(yè)廢氣后，再經(jīng)過(guò)氣體水洗制備過(guò)程而獲得一碳酸水及一殘余物質(zhì)；使用該碳酸水循環(huán)流動(dòng)養(yǎng)殖一微藻，直到該微藻長(zhǎng)成；及收成該微藻而萃取出一生質(zhì)柴油。其中，該可入肺顆粒物是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。

于一實(shí)施中，本發(fā)明該減少二氧化碳排放的方法，更包括一凈化步驟，其利用高溫的金屬觸媒去除該氣體水洗制備過(guò)程后所殘余的該殘余物質(zhì)，以將該殘余物質(zhì)從排放氣體中清除掉，大幅提升氣體的潔凈效果。并且，為了有效養(yǎng)殖該微藻，其中的該碳酸水的pH值介于6.9～3之間而呈現(xiàn)酸性，而以該碳酸水營(yíng)造出使該微藻更容易成長(zhǎng)的環(huán)境。

并且，本發(fā)明更提供了使用前述減少二氧化碳排放的方法的綠能系統(tǒng)，其包括： 一液化單元，包含有一箱體、一均質(zhì)濾網(wǎng)及一水洗裝置，且該箱體具有一進(jìn)氣口、一排氣口、一儲(chǔ)液槽及一出液口，該均質(zhì)濾網(wǎng)安裝于該箱體內(nèi)且位于該進(jìn)氣口的一側(cè)，使該工業(yè)廢氣經(jīng)由該進(jìn)氣口導(dǎo)入該箱體后而能進(jìn)行均質(zhì)化處理，該水洗裝置安裝于該箱體內(nèi)且位于該均質(zhì)濾網(wǎng)的一側(cè)，以將經(jīng)過(guò)均質(zhì)化處理的該工業(yè)廢氣進(jìn)行氣體水洗制被過(guò)程，使該碳酸水儲(chǔ)放于該儲(chǔ)液槽內(nèi)，該殘余物質(zhì)則由該排氣口排出；一養(yǎng)殖單元，包含有一中央水塔、一泵浦及一循環(huán)管路，該中央水塔間隔設(shè)于該液化單元的一側(cè)且其一端與該出液口相連接，該中央水塔的另一端與該泵浦相連接，該泵浦再與該循環(huán)管路相連接，該循環(huán)管路內(nèi)放置有一微藻，通過(guò)該泵浦可將該碳酸水送入該循環(huán)管路內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)以提供該微藻所需的養(yǎng)殖環(huán)境；及一萃取單元，包含有多個(gè)增壓槽及攪拌桶，該萃取單元供放置該微藻，通過(guò)轉(zhuǎn)脂程序而產(chǎn)生該生質(zhì)柴油。

于一實(shí)施例中，本發(fā)明的該減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)，其中，該進(jìn)氣口處設(shè)有一第一偵測(cè)單元，以及該出氣口處設(shè)有一第二偵測(cè)單元，以檢測(cè)該工業(yè)廢氣的數(shù)值。且，該第一偵測(cè)單元及該第二偵測(cè)單元均為PM濃度偵測(cè)器，檢測(cè)該工業(yè)廢氣經(jīng)過(guò)水洗后的PM濃度，如未完全洗凈，還能持續(xù)循環(huán)水洗。另外，于該儲(chǔ)液槽內(nèi)設(shè)有一第三偵測(cè)單元，以檢測(cè)該碳酸水的pH值，且該第三偵測(cè)單元為液體酸堿值偵測(cè)器，避免該碳酸水的pH值不符合養(yǎng)殖需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的配置示意圖；

圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的該液化單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：S1～S5步驟；1減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)；11液化單元；111箱體；1111進(jìn)氣口；1112排氣口；1113儲(chǔ)液槽；1114出液口；112均質(zhì)濾網(wǎng)；113水洗裝置；12養(yǎng)殖單元；121中央水塔；122泵浦；123循環(huán)管路；13萃取單元；131增壓槽；132攪拌桶；14第一偵測(cè)單元；15第二偵測(cè)單元；16第三偵測(cè)單元；2工業(yè)廢氣；3碳酸水；4殘余物質(zhì)；5微藻；6生質(zhì)柴油。

具體實(shí)施方式

為使貴審查委員能清楚了解本發(fā)明的內(nèi)容，僅以下列說(shuō)明搭配圖式，敬請(qǐng)參閱。

請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖。如圖中所示，本發(fā)明的減少二 氧化碳排放的方法，其實(shí)施時(shí)的步驟包括：

S1：收集一工業(yè)廢氣，且使該工業(yè)廢氣含有濃度大于5000ppm的二氧化碳?xì)怏w及可入肺顆粒物(PM 2.5)；其中的工業(yè)廢氣泛指各種工業(yè)上所產(chǎn)生的廢氣，其通?？赡軐?shí)施的方式，于傳統(tǒng)的煙囪或排放裝置的出口設(shè)置連接管路，避免該工業(yè)廢氣未經(jīng)過(guò)任何處理就被排入大氣中。其中的該可入肺顆粒物是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也就是俗稱的PM2.5。

S2：均質(zhì)化處理該工業(yè)廢氣后，再經(jīng)過(guò)氣體水洗制備過(guò)程而獲得一碳酸水及一殘余物質(zhì)；均質(zhì)化處理是指將該工業(yè)廢氣均勻化，并將顆粒較大的雜質(zhì)去除掉，而氣體水洗制備過(guò)程則是利用氣體與液體間的接觸力，藉由重力、慣性力、熱力及靜電力，將氣體中所含有的粒狀污染物送至液體中而達(dá)成清凈的目的，而針對(duì)氣狀污染物則是利用紊流、分子擴(kuò)散使臭味物質(zhì)傳送至液體中來(lái)達(dá)成清凈的目的，并且于氣體水洗制備過(guò)程中所產(chǎn)生的液體即為該碳酸水。

S3：使用該碳酸水循環(huán)流動(dòng)養(yǎng)殖一微藻，直到該微藻長(zhǎng)成；應(yīng)注意的是，本發(fā)明所選用的該微藻是通過(guò)篩選及特殊培養(yǎng)而得，其特別喜愛于該碳酸水的環(huán)境中成長(zhǎng)，且該碳酸水的pH值介于6.9～3之間而呈現(xiàn)酸性，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膒H值控制及添加養(yǎng)分，并通過(guò)本發(fā)明所使用的封閉是的特殊循環(huán)水管路設(shè)計(jì)，不僅能夠模擬出適合該微藻的生長(zhǎng)環(huán)境，且使該微藻不受到外界的污染而進(jìn)行成長(zhǎng)。應(yīng)注意的是，該循環(huán)水管路采用可透光的塑膠管料，因此，將其放置于可曝曬日光的環(huán)境中，還能使該微藻吸收日照的能量而成長(zhǎng)。

S4：收成該微藻而萃取出一生質(zhì)柴油；當(dāng)前述步驟中的該微藻長(zhǎng)成適度大小后而可進(jìn)行收成，其收成方式也相當(dāng)簡(jiǎn)單，僅需于該封閉式的循環(huán)水管路上設(shè)有一出口，利用加壓后的水流動(dòng)而將管路內(nèi)部的該微藻取出；最后在萃取時(shí)，會(huì)依據(jù)該微藻的種類及尺寸，選用不同的萃取方式，一般而言采用常見的破壁轉(zhuǎn)脂制備過(guò)程，首先利用研磨、超音波及壓力等方式破壞該微藻的細(xì)胞壁，接著萃取出其中的油脂，再通過(guò)轉(zhuǎn)脂的方式而制得該生質(zhì)柴油。

另外，本發(fā)明的該減少二氧化碳排放的方法，更包括一S5：凈化步驟，其利用高溫的金屬觸媒去除該氣體水洗制備過(guò)程后所殘余的該殘余物質(zhì)，或有需要也可使用產(chǎn)出的該生質(zhì)柴油作為燃料，一方面可節(jié)省額外處理費(fèi)用，二方面也將系統(tǒng)作更有效的利用。

再者，請(qǐng)參閱圖2、3，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的配置示意圖及該液化單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，根據(jù)上述減少二氧化碳排放的方法，本發(fā)明人特別設(shè)計(jì)了相對(duì)應(yīng) 的減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)1，其主要包括一液化單元11、一養(yǎng)殖單元12及一萃取單元13。

其中該液化單元11包含有一箱體111、一均質(zhì)濾網(wǎng)112及一水洗裝置113，且該箱體111具有一進(jìn)氣口1111、一排氣口1112、一儲(chǔ)液槽1113及一出液口1114，該均質(zhì)濾網(wǎng)112安裝于該箱體111的內(nèi)部且位于鄰近該進(jìn)氣口1111的一側(cè)，使該工業(yè)廢氣2經(jīng)由該進(jìn)氣口1111導(dǎo)入該箱體111后而能進(jìn)行均質(zhì)化處理，該水洗裝置113安裝于該箱體111內(nèi)且位于該均質(zhì)濾網(wǎng)112的一側(cè)，以將經(jīng)過(guò)均質(zhì)化處理的該工業(yè)廢氣2進(jìn)行氣體水洗制備過(guò)程，使該碳酸水3儲(chǔ)放于該儲(chǔ)液槽內(nèi)，該殘余物質(zhì)4則由該排氣口1112排出。應(yīng)注意的是，該殘余物質(zhì)4則可再利用高溫的金屬觸媒去除，使其排出至大氣的空氣更佳潔凈。其中，于該進(jìn)氣口1111處設(shè)有一第一偵測(cè)單元14，以及該出氣口1112處設(shè)有一第二偵測(cè)單元15，以檢測(cè)該工業(yè)廢氣2的各項(xiàng)數(shù)值。例如：該第一偵測(cè)單元14及該第二偵測(cè)單元15均為PM濃度偵測(cè)器，而能用來(lái)確認(rèn)經(jīng)過(guò)氣體水洗后的去除效果。又或是于該儲(chǔ)液槽1113內(nèi)設(shè)有一第三偵測(cè)單元16，且該第三偵測(cè)單元16為液體酸堿值偵測(cè)器，以供檢測(cè)該碳酸水3的pH值。

該養(yǎng)殖單元12則是包含有一中央水塔121、一泵浦122及一循環(huán)管路123，該中央水塔121間隔設(shè)于該液化單元11的一側(cè)且其一端與該出液口1114相連接，該中央水塔121的另一端與該泵浦122相連接，該泵浦122再與該循環(huán)管路123相連接，該循環(huán)管路123內(nèi)放置有一微藻5，通過(guò)該泵浦122可將該碳酸水3送入該循環(huán)管路123內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)以提供該微藻5所需的養(yǎng)殖環(huán)境，其中的該循環(huán)管路123是由多段透明的直管材及180度彎管材以頭尾相接的方式而制成的大面積單層設(shè)計(jì)，由于該循環(huán)管路123為可透光設(shè)計(jì)，因此，該循環(huán)管路123也可以多層式堆疊的方式進(jìn)行排列，以節(jié)省排列所需的空間及增加產(chǎn)能。并且，該中央水塔121的設(shè)計(jì)作為調(diào)配該微藻5所需要的養(yǎng)分的暫存區(qū)域，特別是添加含氮的肥料，加速并優(yōu)化該微藻5的成長(zhǎng)。

該萃取單元13包含有多個(gè)增壓槽131及攪拌桶132，該萃取單元13供放置收成后的該微藻5，通過(guò)轉(zhuǎn)脂程序而產(chǎn)生該生質(zhì)柴油6。目前，本發(fā)明所采取的萃取方式是經(jīng)過(guò)使用壓力破壁，之后再進(jìn)行攪拌及加入正己烷使其轉(zhuǎn)脂而制成該生質(zhì)柴油6。

然而，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，故該所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，或是熟悉此技術(shù)所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍下所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。