专利名称：连续u型管油藻生产方法和装置及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续U型管油藻生产方法和装置及其用途，属于油藻生产以及二氧化碳处理和生物油料工业化生产领域。
背景技术：
近年来，国内外一些生物专家研究发现，油藻能在繁殖成长过程中吸收、分解、转化二氧化碳为氧气并在自体内固定碳元素，形成油脂，相对于其他的生物柴油原料，油藻具有含油量高00-50%含油量)且生长期短(在二氧化碳供应充足情况下油藻幼籽只需 7-10天即可成熟)、资源丰富(目前已发现20种以上的可供选择用于养殖的油藻品种)等特点，可以作为生物柴油的主要原料。现有技术中，油藻的生产试验都是以平面形式(跑道式养殖池、池塘、自然湿地等养殖)进行，存在占地面积大、油藻捕获空气中的二氧化碳分子属于自然行为、油藻的成长慢、成熟期不可控、含油量不可控等缺点，导致油藻生产效率低，成熟油藻收集麻烦，可提取的植物油料产量低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种连续U型管油藻生产方法和装置及其用途。建立油藻立体管网养殖系统，让油藻养殖规模化，并可以人为控制二氧化碳气体浓度、光线照射时间、强度进而全过程控制油藻个体油脂含量、生长周期及油藻产量。本发明的技术方案。连续U型管油藻生产方法，将油藻种子以及培养液持续送入连续的U型管内，U型管的顶部次第相连，形成连续的通道，在U型管顶部设置气体收集口收集气体，减小管道内部压力，在U型管底部通过二氧化碳进口向U型管内加入二氧化碳气体，促进油藻生长，并通过持续注入带有油藻种子的培养液，带动油藻在U型管内翻滚、移动，直至油藻成熟。上述的连续U型管油藻生产方法，成熟的油藻和培养液从U型管中排出，将油藻和培养液分离后，分离的培养液重新补充营养素和油藻种子，再次送入U型管内，循环使用。上述的连续U型管油藻生产方法，在U型管内，培养液和油藻的流速为每分钟 0. 5-5 米。上述的连续U型管油藻生产方法，在U型管内，培养液和油藻的流速为1-3米。连续U型管油藻生产装置，包括U型管，U型管的顶部次第相连，形成连续的通道， 在连续U型管的首端设有培养液和油藻种子进口，在连续U型管的尾端设有培养液和成熟油藻出口，在U型管的底部设有二氧化碳进气口，在U型管的顶部设有气体收集口。上述的连续U型管油藻生产装置，连续U型管的培养液和成熟油藻出口通过管道连接油藻分离池，油藻分离池分离后的培养液通过管道进入投料池，投料池再连接至连续U 型管的培养液进口。上述的连续U型管油藻生产装置，所述二氧化碳进气口连接气体喷头，在气体喷头均勻密布有喷气孔。
上述的连续U型管油藻生产装置，所述U型管的管径为0. 2-3米，高度为3-15米， 所述连续U型管的管道长度为3000-40000米。上述的连续U型管油藻生产装置，所述U型管的管径为0. 5-1. 2米，高度为5-7米， 所述连续U型管的管道长度为3600-7200米。所述连续U型管油藻生产方法在工厂排放二氧化碳尾气处理中的用途。本发明具有以下优点1.U型管采用玻璃、塑料等透明材料制作，管道通透性强白天可以充分利用阳光， 夜间还可辅以人工照明，使油藻生长不受太阳光照时间、强度影响，油藻可以M小时生长， 缩短其成熟时间，并使油藻个体含油量明显升高。U型管形成连续的通道，油藻的投放、培养和收集均为循环流水作业，简化操作。2.利用U型管底部的气体喷头送入二氧化碳气体，可以让养殖的油藻在连续U型管道中充分捕获二氧化碳分子，促进油藻的生长。持续注入培养液和二氧化碳气体喷气装置可在U型管内产生自然涡流，让U型管道中的油藻个体处于流动的培养液流中，不停的翻滚和移动，增大其与阳光等光线的接触面，提高油藻的生长速度。密封性良好的连续U型管道可有效隔离杂藻的影响。3.实现油藻的养殖、油脂积累、提油全程可控，油藻养殖连续性强，生产规模大、产量高、含油量基本可控、可大量获得生产生物柴油所需的植物油料。据初步计算，当U型玻璃管道长度在3000-40000米之间，培养液流速为每分钟1米时，每M小时可以获得水藻混合体1440吨分离后可获得油藻近400吨，在油藻含油20%情况下，可获得藻油80吨左右。 在油藻含油50%情况下，每天可获得藻油200吨左右。4.本方法和装置还可用于工厂尾气排放的处理，对于火电厂等使用燃煤、燃油锅炉需要大量排放二氧化碳的工厂，其尾气二氧化碳浓度大，收集该尾气用于养殖油藻，可以有效降低二氧化碳的排放，实现二氧化碳减排。5.利用从油藻中提取的油料能够生产生物柴油，取油后的油藻残渣可用于食品级植物纤维素产品开发；也可用于禽畜饲料的基质，采用本装置还能大量节约油藻养殖的水域和土地资源。6.收集的气体可通过氧筛制取高纯度氧气用于医疗等领域。
附图1为本发明的结构示意图；附图2为本发明气体喷头的结构示意图。
具体实施例方式本发明的实施例。连续U型管油藻生产装置，如图1所示，采用玻璃或塑料等透明材料制作U型管1，将U型管1的顶部次第相连，形成连续的通道，在连续U型管1的首端设置培养液进口 2，在连续U型管1的尾端设置培养液出口 3，在U型管1的底部安装二氧化碳进气口 4，在U型管1的顶部安装气体收集口 5。为了实现循环生产，连续U型管1的培养液出口 3通过管道连接油藻分离池6，油藻分离池6的培养液通过管道进入投料池7，投料池7再连接至连续U型管1的培养液进口2。U型管1底部的二氧化碳进气口 4连接气体喷头8，在气体喷头8均勻密布有喷气孔9，喷气孔9的孔径为0. 1-0. 2毫米，孔距为10-20毫米。通过喷气孔9喷出的二氧化碳细化气泡，可以增大油藻与二氧化碳的接触面，还能在U型管1内形成涡流，油藻在培养液内不停的翻滚和移动，增大其与阳光的接触面，提高油藻的生长速度。二氧化碳进气口 4的设置，考虑二氧化碳充分和培养液结合的情况，可以在每个U型管1底部均安装二氧化碳进气口 4，也可以间隔安装。上述的连续U型管油藻生产装置，以现有的生产技术考虑，U型管1的管径为管径为0. 2-3米，高度为3-15米，效果较好。由于油藻要在连续U型管1内流动过程全部培育成熟，考虑油藻的生长速度和培养液的流速，连续U型管1的管道长度为3000-40000米，即培养液的流动长度在3000-40000米较好。从生产投入成本考虑，更好的范围是，U型管1的管径为0. 5-1. 2米，高度为5-7米，连续U型管1的管道长度为3600-7200米。本发明的连续U型管油藻生产方法如下将油藻种子以及培养液通过培养液进口 2持续送入连续的U型管1内，U型管1的顶部次第相连，形成连续的通道，在U型管1底部通过二氧化碳进口 4和气体喷头8向U型管1内加入二氧化碳气体，利用收集到的工厂高浓度二氧化碳尾气或压缩空气等，促进油藻生长，并带动油藻在U型管1内翻滚、移动，直至油藻成熟。成熟的油藻和培养液从U型管1的培养液出口 3中排出，送至油藻分离池6内， 将油藻和培养液分离后，培养液泵入投料池7内，重新补充营养素和油藻种子，再次送入U 型管1内，循环使用。采用的营养素和油藻种子，均可由现有市场采购。在U型管1顶部的气体收集口 5，用于收集排出的气体，主要为油藻生长反应后分解二氧化碳产生的氧气，以及未反应的二氧化碳气体，利用氧筛将收集的气体分离，得到的氧气可用于医疗等领域，残余二氧化碳气体将再次进入循环利用。影响油藻生长速度的有两个重要因素阳光照射和吸收二氧化碳，经试验，在U型管1内，培养液和油藻的流速控制在每分钟0. 5-5米，能够让油藻在培养液内充分翻滚和移动，为油藻提供均勻的光线照射和吸收二氧化碳的环境，提高油藻的生长速度。还可减少U 型管1内壁产生生物膜。而培养液流速过慢，沉淀在U型管1底部的油藻光照不充分，生长缓慢，培养液流速过快，会影响油藻的生长，也会加长U型管1的长度，提高投入成本。培养液和油藻的流速控制在每分钟1-3米，效果最好。本发明采用的二氧化碳气体，可以是收集燃烧煤、燃烧石油等化石燃料的工厂二氧化碳尾气，可以直接将空气压缩注入中U型管1内，也可以将空气中的二氧化碳收集后使用，连续U型管油藻生产方法不仅能够方便养殖油藻，还能有效降低工厂二氧化碳的排放， 实现二氧化碳减排，转化生产的生物柴油使用后对大气排放净增值为0。
权利要求
1.一种连续U型管油藻生产方法，其特征在于将油藻种子以及培养液持续送入连续的U型管内，U型管的顶部次第相连，形成连续的通道，在U型管顶部设置气体收集口收集气体，减小管道内部压力，在U型管底部通过二氧化碳进口向U型管内加入二氧化碳气体， 促进油藻生长，并通过持续注入带有油藻种子的培养液，带动油藻在U型管内翻滚、移动， 直至油藻成熟。
2.根据权利要求1所述的连续U型管油藻生产方法，其特征在于成熟的油藻和培养液从U型管中排出，将油藻和培养液分离后，分离的培养液重新补充营养素和油藻种子，再次送入U型管内，循环使用。
3.根据权利要求1所述的连续U型管油藻生产方法，其特征在于在U型管内，培养液和油藻的流速为每分钟0. 5-5米。
4.根据权利要求3所述的连续U型管油藻生产方法，其特征在于在U型管内，培养液和油藻的流速为1-3米。
5.一种如权利要求1-4任一项所述方法使用的连续U型管油藻生产装置，包括U型管 (1)，其特征在于u型管(1)的顶部次第相连，形成连续的通道，在连续U型管(1)的首端设有培养液和油藻种子进口 O)，在连续U型管(1)的尾端设有培养液和成熟油藻出口(3)， 在U型管(1)的底部设有二氧化碳进气口 G)，在U型管(1)的顶部设有气体收集口(5)。
6.根据权利要求5所述的连续U型管油藻生产装置，其特征在于连续U型管(1)的培养液和成熟油藻出口 C3)通过管道连接油藻分离池(6)，油藻分离池(6)分离后的培养液通过管道进入投料池(7)，投料池(7)再连接至连续U型管(1)的培养液进口 O)。
7.根据权利要求5所述的连续U型管油藻生产装置，其特征在于所述二氧化碳进气口(4)连接气体喷头(8)，在气体喷头(8)均勻密布有喷气孔(9)。
8.根据权利要求5所述的连续U型管油藻生产装置，其特征在于所述U型管(1)的管径为0. 2-3米，高度为3-15米，所述连续U型管(1)的管道长度为3000-40000米。
9.根据权利要求8所述的连续U型管油藻生产装置，其特征在于所述U型管(1)的管径为0. 5-1. 2米，高度为5-7米，所述连续U型管(1)的管道长度为3600-7200米。
10.权利要求1-4任一项所述连续U型管油藻生产方法在工厂排放二氧化碳尾气处理中的用途。
全文摘要
本发明公开了一种连续U型管油藻生产方法和装置及其用途，特点是将油藻种子以及培养液持续送入连续的U型管内，U型管的顶部次第相连，形成连续的通道，在U型管顶部设置气体收集口收集气体，减小管道内部压力，在U型管底部通过二氧化碳进口向U型管内加入二氧化碳气体，促进油藻生长，并通过持续注入带有油藻种子的培养液，带动油藻在U型管内翻滚、移动，直至油藻成熟。本发明具有以下优点U型管形成连续的通道，油藻的投放、培养和收集循环作业，还排除了杂藻的干扰。U型管内送入CO2，让油藻充分捕获CO2分子，促进油藻的生长。可控制光照时间、强度，创造油藻的最佳生长环境，实现油藻养殖的全程可控。油藻产量高。
文档编号B01D53/62GK102181366SQ20111004313
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者叶乃强 申请人:叶乃强