CN212383491U - 一种装配式微藻尾气净化装置 - Google Patents

Abstract

针对现有的尾气减排技术存在的不足，本实用新型提供了一种装配式微藻尾气净化装置。本实用新型主要利用微藻对汽车尾气中的NO_x（氮氧化物）等主要污染物的降解能力达到尾气净化的目的，具有装配灵活、脱除效果好、产物资源化等优点。该装置，包括：内部形成容置腔的玻璃外壳；安装在玻璃外壳的容置腔内的管式微藻光反应器、气体泵和太阳能供电装置；安装在玻璃外壳上的太阳能供电装置；管式微藻光反应器具有微藻液入口、微藻液出口、气体入口和气体出口；气体泵的出口通过单向阀连通气体入口；玻璃外壳上设置有与气体泵的进气端连通的进气口、与气体出口连通的出气口、与微藻液入口连通的进液口和与微藻液出口连通的出液口；太阳能供电装置用于为气体泵进行供电。

Description

一种装配式微藻尾气净化装置

技术领域

本实用新型属于尾气减排技术领域，具体涉及一种装配式微藻尾气净化装置。

背景技术

近年来，微藻由于固碳效率高、养护成本低等突出特点，其运用范围逐渐扩大，在各个领域的技术也逐渐成熟。微藻通常被运用在集中排放的工业烟气处理方面，而在针对分散化的汽车尾气处理方面的运用较少。本实用新型根据微藻的特性，设计出一款利用微藻去除汽车尾气中NO_x（氮氧化物）等主要污染物的装置。

在处理汽车尾气时，常见的处理方式有三元催化剂法，但催化剂装置寿命有限，不及时更换过期的催化剂将会导致尾气中的HC(碳水化合物)、CO、NO_x（氮氧化物）和PM2.5等污染物呈十倍至上百倍增加，并且随时间急剧恶化。

实用新型内容

针对现有的尾气减排技术存在的不足，本实用新型提供了一种装配式微藻尾气净化装置。本实用新型主要利用微藻对汽车尾气中的NO_x（氮氧化物）等主要污染物的降解能力达到尾气净化的目的，具有装配灵活、脱除效果好、产物资源化等优点。

为实现上述目的，本实用新型装配式微藻尾气净化装置包含如下技术内容：

一种装配式微藻尾气净化装置，包括：

内部形成容置腔的玻璃外壳；

安装在所述玻璃外壳的容置腔内的管式微藻光反应器、气体泵；安装在所述玻璃外壳外部顶端的太阳能供电装置；所述管式微藻光反应器具有微藻液入口、微藻液出口、气体入口和气体出口；

所述气体泵的出口通过单向阀连通所述气体入口；

所述玻璃外壳上设置有与所述气体泵的进气端连通的进气口、与所述气体出口连通的出气口、与所述微藻液入口连通的进液口和与所述微藻液出口连通的出液口；

所述太阳能供电装置用于为所述气体泵进行供电；

含有汽车尾气的空气被所述气体泵泵入至所述管式微藻光反应器中的下侧空间内，并与管式微藻光反应器中与微藻培养液中的微藻进行反应，微藻在气泡的扰动下得到均匀光照，再利用微藻自身的光合作用对汽车尾气中的CO₂进行固定；同时，微藻利用汽车尾气中的NO_x作为氮源；处理后的气体通过所述微藻光反应器上侧设置的气体出口排出。

优选地，所述太阳能供电装置包括：太阳能电池板和与所述太阳能电池板相连的蓄电池；

所述太阳能电池板设置在所述玻璃外壳的外部顶端；

所述蓄电池设置在所述玻璃外壳的容置腔内，所述蓄电池用于为所述气体泵供电。

优选地，所述管式微藻光反应器的气体出口处固定有均匀分布的多个叶片，且相邻叶片之间形成间隙。

优选地，所述单向阀的出气端通过烧结曝气头连接所述管式微藻光反应器的气体入口。

优选地，所述管式微藻光反应器的反应管道壁上形成供管式微藻光反应器内的气体排出的开口；

所述管式微藻光反应器的反应管道外壁上向外延伸出用于阻挡管式微藻光反应器内的微藻液飞溅出的挡板，所述挡板设置在所述开口的一侧；

所述管式微藻光反应器的反应管道外壁上还向外延伸出形成有所述气体出口的腔板，所述腔板将所述开口和所述挡板包裹在内；

所述腔板和所述挡板之间形成有收集飞溅出的微藻液的腔体。

优选地，所述气体泵的进气端处设置有滤网。

优选地，所述的太阳能电池板的额定功率60W，其尺寸为：长900mm、宽200mm，所述的蓄电池的额定电压12V、额定容量4Ah，其为铅酸免维护蓄电池，且所述蓄电池的尺寸为：长小于或等于90mm、宽小于或等于70mm、高小于或等于100mm。

优选地，所述玻璃外壳的尺寸为：长1500mm、宽200mm、高1000mm，所述装置总体的尺寸为：长1500mm、宽200mm、高1100mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用装配式一体化设计，可以根据不同地形、根据空间、距离大小自定义装置间距，同时装置的安装步骤简易灵活，无需对道路原貌做出较大的改动。

本实用新型可以进行统一的标准化生产，从而可以方便快捷地在小范围实现尾气处理的区域化，有效地解决了汽车尾气分散的问题。

本实用新型相对于连通式的微藻尾气净化装置，各单元不需要持续的大功率泵气，而是利用太阳能供电的小型抽气泵，实现零能耗泵气。

本实用新型不仅通过环保经济的方式实现尾气减排的目的、提升城市空气质量，还可以获得高油脂含量的微藻细胞，用以制取具有极高经济价值的生物柴油等等，实现资源化利用。

本实用新型选取的是具有较好的温度适应性、酸度适应性、且对氮氧化物有高耐受性的微藻。

本实用新型的进气单元采取气泵设计，同时，该进气单元前端设计有滤层，防止装置被外界异物堵塞。进气单元最后端设置有烧结曝气头，保证了进入藻液的气体的气泡粒径较小，能与藻液充分接触。尾气在进入管式微藻光反应器内部后，在微藻液的作用下达到脱硝的目的。

附图说明

图1为本实施例的装配式微藻尾气净化装置剖视示意图。

图2为本实施例的装配式微藻尾气净化装置俯视示意图。

图3为本实施例的装配式微藻尾气净化装置的气体出口示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明：

如图1，本实施例中的装配式微藻尾气净化装置包括内部形成容置腔的玻璃外壳1，管式微藻光反应器2，气体泵3，太阳能供电装置4。其中，玻璃外壳的底端固定在支撑架上，通过支撑架固定在尾气浓度较高的马路边沿处，玻璃外壳在完成其他部件的装配后，通过密封胶等粘接在一起。管式微藻光反应器1包括反应管道（该反应管道为玻璃管道，目的是为了让微藻能够在阳光作用下发生光合作用，反应管道通过支撑架在玻璃外壳1的内部固定）和在反应管道内培养的微藻液；在反应管道上设置有微藻液入口21、微藻液出口22、气体入口和气体出口23，微藻液入口21位于反应管道的上方，微藻液出口22位于反应管道的下方，从图2中可以看出，微藻液入口21和太阳能供电装置4都位于反应管道的上侧；所述气体泵3的进气端前装有滤网，气体泵3的出气端通过单向阀5与烧结曝气头6相连；所述太阳能供电装置4包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板通过安装支架固定安装在玻璃外壳的外部顶端，蓄电池通过安装支架固定在玻璃外壳的容置腔内，蓄电池通过线束和气体泵连接，用于为气体泵供电，所述太阳能电池板在设置在玻璃外壳1的容置腔内的顶端，额定功率60W，其尺寸为长900mm、宽200mm，所述的蓄电池采用额定电压12V、额定容量4Ah的铅酸免维护蓄电池。

如图1所示，玻璃外壳1的容置腔内装置有管式微藻光反应器2、气体泵3、烧结曝气头6。玻璃外壳1的表面设置有进气口、出气口、进液口、出液口，共4个开口。其中，出气口设置在玻璃外壳1的正面（立面）。进液口与出液口分别安装在玻璃外壳1的上面与正面下端。

如图3所示，所述管式微藻光反应器2的反应管道壁上形成供管式微藻光反应器1内的气体排出的开口24；所述管式微藻光反应器2的反应管道外壁上向外延伸出用于阻挡管式微藻光反应器2内的微藻液飞溅出的挡板25，所述挡板25设置在所述开口24的一侧；所述管式微藻光反应器2的反应管道外壁上还向外延伸出形成有所述气体出口23的腔板26，所述腔板26将所述开口24和所述挡板25包裹在内；所述腔板26和所述挡板25之间形成有收集飞溅出的微藻液的腔体27。如图3，开口24的最低位置高于反应管道的最高液面（图3中的水平横线处）所在高度，可以保证加入微藻液时的微藻液水平面低于开口24的最低边。在腔板26上形成的气体出口23为百叶窗扇式设计（其具体为在气体出口23处设置的通过均匀分布的多个叶片201，且相邻叶片201之间形成间隙，各个叶片201可以通过粘接，卡接等方式固定在气体出口23处），叶片201的材质为橡胶材质，能够使其与玻璃外壳1上的同尺寸的出气口（矩形开口）紧密贴合，起到通气、防尘的作用。挡板25由相连接的斜栏板252和竖直栏板251组成，斜栏板252与竖直栏板251用以防止藻液在反应过程中飞溅出管道。斜栏板252、竖直栏板251与腔板26上的气体出口23之间形成一个空的腔体27，这样即使有部分微藻液滴飞溅出反应管道也不会漏出到玻璃外壳1之外，而是积存在该腔体27内。橡胶材质的叶片201可以随时拆下，方便对腔体27进行清理，减少污染。

本实施例的装置的整体尺寸为长1500mm、宽200mm、高1100mm。在玻璃外壳1上的出气口尺寸为：长400mm、宽95mm的矩形开口。管式微藻光反应器2上的气体出口23尺寸为：长400mm、高95mm。太阳能电池板的额定功为率60W，其尺寸为长900mm、宽200mm。蓄电池的额定电压为12V、额定容量为4Ah，其为尺寸不超过长90mm、宽70mm、高100mm的铅酸免维护蓄电池。

本实施例的上述装置的工作原理为：

在使用装配式微藻尾气净化装置时，应先检查本装置是否完好，然后将箱体安装并固定在合适的位置（如事先测量尾气量比较高的繁华道路边缘）。运行时先在管式微藻光反应器2的反应管道中加入微藻培养液，加入的培养液（微藻液）的液面需低于开口24的最低边，防止培养液通过气体出口23泄流。由太阳能电池板向蓄电池充电，开启电源，小型气体泵开始工作，调节流量，空气在经过最外层的滤网过滤后被气体泵2泵入并冲破单向阀5，经过烧结曝气头6后进入管式光生物反应器2中。之后气体将从下往上地与微藻培养液中的微藻充分反应。微藻在气泡的搅动下能够得到均匀的光照，同时微藻利用自身光合作用固定空气中的CO₂并利用NO_x（氮氧化物）作为自身氮源，气相中的NO_x含量将逐渐减少。净化后的气体将通过上方气体出口23重新进入外部环境中，完成一次循环。此后装置重复上述工作过程。

最后说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述说明。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，包括：

内部形成容置腔的玻璃外壳（1）；

安装在所述玻璃外壳（1）的容置腔内的管式微藻光反应器（2）、气体泵（3）；安装在所述玻璃外壳（1）上的太阳能供电装置（4）；所述管式微藻光反应器（2）具有微藻液入口（21）、微藻液出口（22）、气体入口和气体出口（23）；

所述气体泵（3）的出口通过单向阀（5）连通所述气体入口；

所述玻璃外壳（1）上设置有与所述气体泵（3）的进气端连通的进气口、与所述气体出口（23）连通的出气口、与所述微藻液入口（21）连通的进液口和与所述微藻液出口（22）连通的出液口；

所述太阳能供电装置（4）用于为所述气体泵（3）进行供电；

含有汽车尾气的空气被所述气体泵（3）泵入至所述管式微藻光反应器（2）中的下侧空间内，并与管式微藻光反应器（2）中与微藻培养液中的微藻进行反应，微藻在气泡的扰动下得到均匀光照，再利用微藻自身的光合作用对汽车尾气中的CO₂进行固定；同时，微藻利用汽车尾气中的NO_x作为氮源；处理后的气体通过所述微藻光反应器（2）上侧设置的气体出口排出。

2.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述太阳能供电装置（4）包括：太阳能电池板和与所述太阳能电池板相连的蓄电池；

所述太阳能电池板设置在所述玻璃外壳（1）外部顶端；

所述蓄电池设置在所述玻璃外壳（1）的容置腔内，所述蓄电池用于为所述气体泵（3）供电。

3.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述管式微藻光反应器（2）的气体出口处固定有均匀分布的多个叶片（201），且相邻叶片（201）之间形成间隙。

4.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述单向阀（5）的出气端通过烧结曝气头（6）连接所述管式微藻光反应器（2）的气体入口。

5.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述管式微藻光反应器（2）的反应管道壁上形成供管式微藻光反应器（2）内的气体排出的开口（24）；

所述管式微藻光反应器（2）的反应管道外壁上向外延伸出用于阻挡管式微藻光反应器（2）内的微藻液飞溅出的挡板（25），所述挡板（25）设置在所述开口（24）的一侧；

所述管式微藻光反应器（2）的反应管道外壁上还向外延伸出形成有所述气体出口（23）的腔板（26），所述腔板（26）将所述开口（24）和所述挡板（25）包裹在内；

所述腔板（26）和所述挡板（25）之间形成有收集飞溅出的微藻液的腔体（27）。

6.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述气体泵（3）的进气端处设置有滤网（7）。

7.根据权利要求2所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述的太阳能电池板的额定功率60W，其尺寸为：长900mm、宽200mm，所述的蓄电池的额定电压为12V、额定容量为4Ah，其为铅酸免维护蓄电池，且所述蓄电池的尺寸为：长小于或等于90mm、宽小于或等于70mm、高小于或等于100mm。

8.根据权利要求1所述的装配式微藻尾气净化装置，其特征在于，所述玻璃外壳（1）的尺寸为：长1500mm、宽200mm、高1000mm，所述装置总体的尺寸为：长1500mm、宽200mm、高1100mm。

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