專利名稱：一種利用煙道氣為原料制備生物燃料的方法
技術領域：
本發明專利屬于溫室氣體減排及生物能源制備技術領域。
背景技術：
我國的燃料結構主要以煤為主，工業行業中如電廠、鋼鐵廠的燃料主要以 煤或煤的衍生品燃料為主，燃燒產生大量的煙氣，煙氣中含有大量的溫室氣體， 如二氧化碳，造成全球的溫室效應。但目前沒有有效的技術能減少由于燃燒煤 等化石燃料而產生的二氧化碳排放，目前采用的主要技術包括將二氧化碳填 埋進廢油井或將煙氣中二氧化碳分離，如專利"從氣體混合物中脫除二氧化碳"
(申請號90109635.0 )等，通過使用釩酸鹽溶液脫除氣體混合物中C 02的 方法，適用于脫除天然氣、合成氣和石油加工氣體中的C02。這些技術只是轉 移溫室氣體，并不能實質性減少溫室氣體。
生物燃料具有原材料可以在短期內再生，燃燒后可以少排或不排二氧化碳 等環保特點，在歐美發達國家大受追捧，歐盟提出到2010年生物柴油使用比例 要占交通燃油總比例的6%以上，美國則提出到2020年，生物柴油要占交通燃 油總比例的20%，我國從2006年實施《再生能源法》，鼓勵再生能源的生產與 使用，預計到2020年生物燃料消費量占到全部交通燃料的15%左右，由此可見 對生物燃料具有巨大的需求，但是原來的生物燃料的生產主要以糧食為主，如 玉米、甘蔗等，不僅要占用耕地，和與農業搶原料，而且要耗用大量的水，用 糧食產生物燃料存在原料來源不足、造成水資源緊張等問題，成為限制生物燃 料發展的瓶頸。

發明內容
本發明專利的目的就是為了克服上述技術存在的缺陷而提供一種能利用煙 道氣中的溫室氣體二氧化碳作為生產的生物燃料的原料，利用專門設計的光照 反應工藝，實現了大幅度減少煙氣中二氧化碳和快速大量生產含油海藻的方法， 同時解決了溫室氣體減排和生物燃料原料不足的問題。
本發明專利的目的可以通過如下的技術方案實現 一種利用煙道氣為原料 制備生物燃料的方法，其特點是利用電廠、鋼鐵廠等大量排放的煙道氣，作為 二氧化碳連續排放的供給源，通過降溫后獲得富含二氧化碳的煙道氣，送入特 制的光照生物反應器，反應器由很多個單元組合而成，每個單元都可以放置海 藻、水，根據生產的生物燃料的產量和用途要求，海藻可以是常規的海藻或是 優選出的特殊品種，同時可以通入煙道氣，光照生物反應器具有盡可能大的光 照比表面積，保證每個單元都可以完成光合作用，照射進光照反應器的陽光的 強度根據海藻光合作用的需要可以調節，在海藻的生長過程中可以加入培養液， 培養液的成分也可以根據海藻的生長周期進行調節，煙道氣出光照生物反應器 后，其中的二氧化碳可以減少40%以上，海藻可以定期收割，然后根據需要， 分別處理。
該技術不僅實現了大幅度減少煙氣中二氧化碳和低成本快速大量養殖含油 海藻的目標，同時解決了溫室氣體減排和生物燃料原料不足的問題。 圖為利用煙道氣為原料制備生物燃料的工藝流程說明。 下面結合圖對本發明專利做進一步說明。
將來自煙閨1的煙氣,煙氣可以是電廠的煙氣(燃料可以是天然氣、煤等)， 可以是鋼鐵廠的煙氣(如燒結機、熱風爐、軋鋼加熱爐等)，煙氣中二氧化碳的
濃度范圍可以在2% 20%之煙氣進入煙道氣引入通道2，然后進入煙氣冷卻器3，降溫到常溫，冷卻設 備可以是專門設計的通過水做工質的冷卻器，也可以先安裝余熱回收裝置，回
收的余熱可以發電或制備熱水，低于100度的煙氣在通過冷卻器冷卻到常溫， 然后采用入口煙氣成分檢測儀4檢測煙氣中的C02和NOx含量，煙氣的流量的 大小可以由流量調節閥5進行調節，然后光照生物反應器6，光照生物反應器需 要有光源8，光源的強度可以由光照調節器7調節，光照生物反應器6由許多個 微小的單元(試管)組合而成，每個使得海藻和二氧化碳及陽光接觸的面積與 光照反應器的比表面積可以達到1000以上，每個單元中都內裝有優選的海藻， 海藻也可以是尺寸為30微米的微藻，海藻侵泡在水中，水質沒有特殊的要求， 可以是工業用水，水中加入按專門配方配制的培養液，水、營養液等的混合液 的溫度可以由溫度檢測儀ll檢測，陽光通過光照反應器照入光照反應單元，在 光照反應器的每個單元中海藻、水、培養液及含二氧化碳的煙氣在光線的照射 下，海藻發生光合作用，吸收煙氣中二氧化碳，在培養液的作用下，加速生長， 培養液的配方可以隨著海藻所處的生長周期進行轉換，當海藻生長到一定程度 后，開始收割，收割的周期與海藻的產量有相關性，可以通過優化提高海藻的 產量，煙氣出光照反應器后排出，煙氣中二氧化碳的濃度降低40%， NOx的濃 度降低86%，海藻的系統產量可以達到80g/mVd，然后煙氣排出光照生物反應 器，成分檢測器9對排出煙氣的成分進行檢測，在系統6生長的海藻則進行收 集，重復以上過程可以獲得連續的海藻量，以及二氧化碳含量大幅降低的低溫 室氣體煙氣。


圖為以煙道氣為原料生產海藻的工藝流程圖
煙囪1煙道氣引入通道2煙氣冷卻器3入口煙氣成分檢測儀4煙氣流量調節閥5光照生物反應器6光照調節器7光源8出口煙氣成分檢測儀9裝有海藻和 水的管道10溫度檢測儀11
具體實施例
具體的實施過程為通過專門煙氣發生系統獲得，與鋼鐵廠加熱爐的煙氣成 分一致煙氣，二氧化碳的含量可以允許在2~20%之間波動，煙氣通過冷卻器冷 卻到常溫，進入封閉的光照生物反應器，光照生物反應器由許多單元管路組成， 可以實現海藻與陽光接觸的面積與光照生物反應器的體積比達到1000 m2/m3 以上，單元管路里面布置有海藻，同時通有水，水可以是工業用水，光照生物 反應器置于陽光下，光照的強度可以通過專門的光照調節器控制，在海藻生長 的過程中，根據其生長周期的不同加入不同配方的培養液，海藻培養液PH值在 6.5—7.8之間，海藻被布置在專門設計的當海藻生長到一定程度后，開始收割， 收割的周期與海藻的產量有相關性，可以通過優化提高海藻的產量，以上的系 統運行兩周以上，海藻的目標產量可以達到80g/mVd，煙氣出光照反應器后排 出，煙氣中二氧化碳的濃度降低40%， NOx的濃度降低86X。
權利要求
1、一種利用煙道氣制備生物燃料的方法，其特征在于利用電廠或鋼鐵廠排放的煙氣，經過冷卻后作為二氧化碳連續排放源，通過在專門設計的封閉的光照生物反應器中，煙氣與水中的海藻在光線的照射下發生光合作用，海藻吸收煙氣中的二氧化碳，并吸收添加的培養液，實現在光照生物反應器中快速生長，通過定期收集提煉獲得海藻生物燃料，煙氣經過光照生物反應器后其中的二氧化碳被吸收，實現了溫室氣體減排。
2、 權利要求l所說的煙氣，其特征在于可以是電廠、鋼鐵廠、建材行業、水泥行業等使用的工業窯爐排出的煙氣，煙氣具有連續排放的特點，可以作為二氧化碳連續排放源。
3、 權利要求l所說的煙氣冷卻，其特征在于冷卻煙氣可以直接通過水冷卻到需要的溫度，也可以先通過煙氣余熱回收系統，回收煙氣中的余熱，余熱可以用來發電、制備蒸汽或加熱水，然后再冷卻到需要的溫度。
4、 權利要求1所說的光照反應器，其特征在于反應器是封閉的，由許多小管路組成的單元組合而成，在每個單元中都可以實現海藻、水和煙氣的光合作用，通過這種結構實現了光照生物反應器海藻和二氧化碳及陽光接觸的面積與光照反應器的比表面積可以達到1000以上。
5、 權利要求1所說的海藻，其特征在于可以是常規的海藻，也可以是能夠實現高產的精選的海藻品種或微藻。
6、 權利要求1所說的光線照射，其特征在于光線主要是陽光，其強度可以調節。
7、 權利要求l所說的培養液，其特征在其成分必須專門配制，而且在海藻的不同生長過程中還必須加入不同成分的營養液。
8、 權利要求1所說的海藻生物燃料，其特征在于海藻中含的淀粉可以轉化為乙醇、類脂體可以轉化為生物柴油、蛋白質可以轉化為家禽用高級食品。
9、權利要求1所說的溫室氣體減排，其特征在于煙氣中的二氧化碳被大量減少， 減排量達到40%以上。
全文摘要
本發明屬于溫室氣體減排及生物能源技術領域。本發明涉及一種利用煙道氣為原料制備生物燃料的方法。利用電廠、鋼鐵廠等大量排放的煙道氣，作為生產生物燃料的原料，利用煙道氣中富含的二氧化碳，通過專門設計的光照生物反應器，在光合作用下實現海藻對二氧化碳的吸收，同時通過添加培養液實現了海藻的快速生長，生產的海藻可以轉化為生物柴油等生物燃料，該技術不僅實現了大幅度減少煙氣中二氧化碳和低成本快速大量養殖海藻的目標，可以同時解決了溫室氣體減排和生物燃料原料不足的問題。在電廠、鋼鐵廠、建材行業、水泥等連續排放二氧化碳煙氣的行業，均可以作為溫室氣體減排技術使用，同時可以副產生物燃料含油海藻，獲得生物柴油的生物燃料。
文檔編號A01G7/02GK101525551SQ20081003426
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月5日 優先權日2008年3月5日
發明者饒寶其, 饒文濤 申請人:饒文濤;饒寶其