CN217868343U - 一种海上生物碳汇装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海上生物碳汇装置，碳汇装置包括波浪发电设备、浮岛、制氧设备和至少一培养箱，培养箱包括箱体和透光罩体，箱体的顶侧为敞口，透光罩体设置于箱体的敞口处；箱体内用于储存海水养殖海洋生物，以使海洋生物消耗海水内二氧化碳向透光罩体内释放氧气；制氧设备固定设置于浮岛；透光罩体分别开设连接口和泄压口，制氧设备的进气管分别连通各连接口，制氧设备用于通过连接口收集透光罩体内氧气，并制成纯氧储存；泄压口内设置风机。本实用新型提出技术方案中将海水中二氧化碳转化为氧气并扩散至透光罩体中，再通过制氧设备将氧气回收储存，将储存的氧气可以运输至后续环节利用。

Description

一种海上生物碳汇装置

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种海上生物碳汇装置及方法。

背景技术

海洋占地球表面积的71％，这个庞大的碳库储碳量是陆地的20倍、大气的50倍。海洋是调节全球气候变化的重要“缓冲带”，通过海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋的过程、活动和机制被称为海洋碳汇。海洋中的浮游生物吸收和固定海水环境中的碳，将其转化为颗粒态和溶解态有机碳，再通过食物链中上层物种的捕食和分解等实现循环。利用植物的光合作用，通过控制碳通量以提高生态系统的碳吸收和碳存储能力，是比较常见、效果较好的一种固碳方法，然而自然固碳无法满足全球碳减排之需，为了改善这一缺点，出现了人工固碳法等，例如海洋施肥是通过人工投放微量及常量元素，通过增加海洋内浮游植物的产量的方式，使浮游植物的整体光合固碳量增加，从而增加海洋对大气CO₂的吸收。

海洋波浪蕴藏着巨大的能量，波浪发电的原理主要是将波力转换为压缩空气来驱动空气透平发电机发电。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94％，是各种海洋能中的“首户”，也是全球首选新能源之一。现有的海洋碳汇技术一般是利用培养箱实现碳汇，培养箱中产生的氧气直接排放至大气中，并没有对碳汇过程中产生的氧气进行收集利用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种海上生物碳汇装置及方法，旨在解决现有海洋碳汇技术方案中没有对碳汇过程中产生的大量氧气进行收集再利用的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：

一种海上生物碳汇装置，包括波浪发电设备、浮岛、制氧设备和至少一培养箱，所述培养箱包括箱体和透光罩体，所述箱体的顶侧为敞口，所述透光罩体设置于所述箱体的敞口处，所述箱体用于漂浮于海平面下，以使所述透光罩体漂浮于海平面上；所述箱体内用于储存海水养殖海洋生物，以使海洋生物消耗海水内二氧化碳向所述透光罩体内释放氧气；所述制氧设备固定设置于浮岛；所述透光罩体分别开设连接口和泄压口，所述制氧设备的进气管分别连通各所述连接口，所述制氧设备用于通过所述连接口收集所述透光罩体内氧气，并制成纯氧储存；所述泄压口内设置风机，所述风机用于将所述透光罩体内气体吹向所述连接口位置；所述波浪发电设备用于分别向所述制氧设备和所述风机供能。

优选的，所述培养箱包括进水管、进水口和出水口，所述进水口和所述出水口分别设置电控阀，所述进水口和所述出水口分别设置泵体；所述进水管的其中一端连接所述进水口，所述进水管的另一端用于连通海洋真光层以下。

优选的，所述浮岛设置架体，所述架体内设置若干储气瓶，各所述储气瓶通过连接气管连通所述制氧设备的出气管，所述制氧设备用于将所述透光罩体内吸取空气制成氧气，再通过连接气管送入各各储气瓶内储存；各所述储气瓶可拆卸设置于架体内。

优选的，所述透光罩体内分别设置光源和氧气浓度浓度检测器；所述箱体内设置二氧化碳浓度检测器。

优选的，各所述培养箱沿设定方向依次设置，各所述培养箱的同一侧设置移动路径，所述移动路径平行于所述设定方向；所述海上生物碳汇装置还包括驱动机构，所述驱动机构驱动连接所述浮岛，所述驱动机构用于驱动所述浮岛沿所述移动路径移动。

优选的，所述驱动机构包括第一座体和第二座体，各所述培养箱沿所述设定方向排列位于始端的所述培养箱设置第一座体，所述第一座体设置第一滑轮和第一电机，所述第一滑轮滑动设置于所述第一座体，所述第一电机的输出端驱动连接所述第一滑轮；各所述培养箱沿所述设定方向排列位于末端的所述培养箱设置第二座体，所述第二座体设置第二滑轮和第二电机，所述第二滑轮滑动设置于所述第二座体，所述第二电机的输出端驱动连接所述第二滑轮，第一滑轮的轴向平行于第二滑轮的轴向；所述第一座体和第二座体之间设置连接线缆和固定块，所述连接线缆的其中一端连接所述第一滑轮，所述连接线缆的另一端连接所述第二滑轮，所述固定块分别连接所述浮岛和所述连接线缆。

优选的，相邻的两所述培养箱通过固定架固定连接，

优选的，所述制氧设备包括电控伸缩管，所述电控伸缩管的其中一端连通所述制氧设备的进气管，所述电控伸缩管的另一端用于伸入临近的所述连接口内，以使所述制氧设备通过所述电控伸缩管吸取所述透光罩体内氧气。

与现有技术相比，本实用新型至少具备以下有益效果：

波浪发电设备为制氧设备和培养箱提供电能，箱体通过接引外界海水养殖海洋生物，将海水中二氧化碳转化为氧气并扩散至透光罩体中，再通过制氧设备将氧气回收储存，既减少了海水中的二氧化碳，又对转化的氧气进行收集储存，将储存的氧气可以运输至后续环节利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种海上生物碳汇装置一实施例的结构示意图；

图2为培养箱和浮岛的结构示意图；

图3为图1中A处放大后的结构示意图。

附图标号说明：

1-波浪发电设备；

2-浮岛；21-制氧设备；22-架体；23-储气瓶；24-电控伸缩管；

3-培养箱；31-箱体；32-透光罩体；33-风机；34-进水管；35-连接口；36-泄压口；37-进水口；38-出水口；

4-驱动机构；41-第一座体；42-第一滑轮；43-第一电机；44-第二座体；45-连接线缆；46-固定块；

5-养殖区域；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种海上生物碳汇装置。

如图1至图3所示的一种海上生物碳汇装置，包括波浪发电设备1、浮岛2、制氧设备21和至少一培养箱3，培养箱3包括箱体31和透光罩体32，箱体31的顶侧为敞口，透光罩体32设置于箱体31的敞口处，箱体31用于漂浮于海平面下，以使透光罩体32漂浮于海平面上；箱体31内用于储存海水养殖海洋生物，以使海洋生物消耗海水内二氧化碳向透光罩体32内释放氧气；制氧设备21固定设置于浮岛2；透光罩体32分别开设连接口35和泄压口36，制氧设备21的进气管分别连通各连接口35，制氧设备21用于通过连接口35收集透光罩体32内氧气，并制成纯氧储存；泄压口36内设置风机33，风机33用于将透光罩体32内气体吹向连接口位置；波浪发电设备1用于分别向制氧设备21和风机33供能。

波浪发电设备1为制氧设备21和培养箱3提供电能，箱体31通过接引外界海水养殖海洋生物，将海水中二氧化碳转化为氧气并扩散至透光罩体32中，再通过制氧设备21将氧气回收储存，既减少了海水中的二氧化碳，又对转化的氧气进行收集储存，将储存的氧气可以运输至后续环节利用。

具体的，海洋生物包括海洋微生物、厌氧微生物和海藻。通过海洋生物转化海水中二氧化碳，使得制氧设备21制氧的空气源的氧气浓度更高，降低了制氧的难度，并提高了纯氧的产量。

浮岛2设置架体22，架体22内设置若干储气瓶23，各储气瓶23通过连接气管连通制氧设备21的出气管，制氧设备21用于将透光罩体32内吸取空气制成氧气，再通过连接气管送入各储气瓶23内储存；各储气瓶23可拆卸设置于架体22内。通过各储气瓶23运输氧气这样可以更方便氧气的统一运输。

透光罩体32内设置光源，光源用于在夜晚模拟日照，以加速海洋生物的光合作用，提高二氧化碳转化氧气的效率。

透光罩体32内还设置氧气浓度检测器。

具体的，箱体31内还设置二氧化碳浓度检测器。

培养箱3包括进水管34、进水口37和出水口38，进水口37和出水口38分别设置电控阀，进水口37和出水口38分别设置泵体；进水管34的其中一端连接进水口37，进水管34的另一端用于连通海洋真光层以下。进水口37和出水口38的设置，使得培养箱3内可以实时添加海水为海洋生物补充养分，进水管34伸入真光层以下，可以获取更多的营养污渍，便于海洋生物的成长和获取营养物资。

具体的，箱体31靠近透光罩体32的一端设置若干浮筒。

各培养箱3沿设定方向依次设置，各培养箱3的同一侧设置移动路径，移动路径平行于设定方向；海上生物碳汇装置还包括驱动机构4，驱动机构4驱动连接浮岛2，驱动机构4用于驱动浮岛2沿移动路径移动。多个培养箱3沿设定方向设置，根据实际情况设置，制氧设备21配合多个培养箱3设置，再配合驱动机构4移动浮岛2，以使制氧设备21于各培养箱3内吸取高浓度氧气的空气，制备纯氧，既提高了碳汇的效率，又加到了纯氧的产量。

具体的，波浪发电设备1分别通过电缆电连接制氧设备21和培养箱3，且电缆留有余量，以供浮岛2移动。

具体的，各培养箱3的外侧形成养殖区域5，各培养箱3的外侧设置移动器(图中未示出)，移动器用于沿水面运动；出水口38高于水面设置，移动器还用于可拆卸连接各培养箱3的出水口38，以使移动器出水口排出的海洋生物过滤出；所述移动器还用于在养殖区域5沿设定巡逻路径移动，以使移动器将滤出的海洋生物抛洒至养殖区域5内。为保证培养箱3内海水的富含供海洋生物成长繁殖的营养成分，培养箱3会不定期的和外部海洋进行水体交换，培养箱3排出的水体符合各种微生物和藻类，可以用于海洋养殖，故将各培养箱3设置于用于养殖海产的养殖区域5内，利用移动器获取排水口排出富含微生物和海藻的水体，对养殖区域5内进行大面积的海洋养殖，再次提高资源的利用率，借助氧气回收和水产养殖提高经济收益，这样便于海上生物碳汇装置的集群化扩展和推广。

驱动机构4包括第一座体41和第二座体44，各培养箱3沿设定方向排列位于始端的培养箱3设置第一座体41，第一座体41设置第一滑轮42和第一电机43，第一滑轮42滑动设置于第一座体41，第一电机43的输出端驱动连接第一滑轮42；各培养箱3沿设定方向排列位于末端的培养箱3设置第二座体44，第二座体44设置第二滑轮和第二电机，第二滑轮滑动设置于第二座体44，第二电机的输出端驱动连接第二滑轮，第一滑轮42的轴向平行于第二滑轮的轴向；第一座体41和第二座体44之间设置连接线缆45和固定块46，连接线缆45的其中一端连接第一滑轮42，连接线缆45的另一端连接第二滑轮，固定块46分别连接浮岛2和连接线缆45。第一电机43启动驱动第一滑轮42转动，带动连接线缆45，以使固定块46带动浮岛2向第一座体41方向移动；第二电机启动驱动第二滑轮转动，带动连接线缆45，以使固定块46带动浮岛2向第二座体44方向移动；第一电机43和第二电机分别控制浮岛2沿移动路径的移动方向，这样便于制氧设备21和培养箱3的对准，以使制氧设备21抽取透光罩体32内的氧气。

相邻的两培养箱3通过固定架固定连接，以保证相邻两培养箱3连接的稳固性能，并避免驱动机构拉动浮岛2时各培养箱3的排列整齐。

制氧设备21包括电控伸缩管24，电控伸缩管24的其中一端连通制氧设备21的进气管，电控伸缩管24的另一端用于伸入临近的连接口，以使制氧设备21通过电控伸缩管24吸取透光罩体32内氧气。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种海上生物碳汇装置，其特征在于，包括波浪发电设备、浮岛、制氧设备和至少一培养箱，所述培养箱包括箱体和透光罩体，所述箱体的顶侧为敞口，所述透光罩体设置于所述箱体的敞口处，所述箱体用于漂浮于海平面下，以使所述透光罩体漂浮于海平面上；所述箱体内用于储存海水养殖海洋生物，以使海洋生物消耗海水内二氧化碳向所述透光罩体内释放氧气；所述制氧设备固定设置于浮岛；所述透光罩体分别开设连接口和泄压口，所述制氧设备的进气管分别连通各所述连接口，所述制氧设备用于通过所述连接口收集所述透光罩体内氧气，并制成纯氧储存；所述泄压口内设置风机，所述风机用于将所述透光罩体内气体吹向所述连接口位置；所述波浪发电设备用于分别向所述制氧设备和所述风机供能。

2.根据权利要求1所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，所述培养箱包括进水管、进水口和出水口，所述进水口和所述出水口分别设置电控阀，所述进水口和所述出水口分别设置泵体；所述进水管的其中一端连接所述进水口，所述进水管的另一端用于连通海洋真光层以下。

3.根据权利要求1所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，所述浮岛设置架体，所述架体内设置若干储气瓶，各所述储气瓶通过连接气管连通所述制氧设备的出气管，所述制氧设备用于将所述透光罩体内吸取空气制成氧气，再通过连接气管送入各储气瓶内储存；各所述储气瓶可拆卸设置于架体内。

4.根据权利要求1所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，所述透光罩体内分别设置光源和氧气浓度检测器；所述箱体内设置二氧化碳浓度检测器。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，各所述培养箱沿设定方向依次设置，各所述培养箱的同一侧设置移动路径，所述移动路径平行于所述设定方向；所述海上生物碳汇装置还包括驱动机构，所述驱动机构驱动连接所述浮岛，所述驱动机构用于驱动所述浮岛沿所述移动路径移动。

6.根据权利要求5所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一座体和第二座体，各所述培养箱沿所述设定方向排列位于始端的所述培养箱设置第一座体，所述第一座体设置第一滑轮和第一电机，所述第一滑轮滑动设置于所述第一座体，所述第一电机的输出端驱动连接所述第一滑轮；各所述培养箱沿所述设定方向排列位于末端的所述培养箱设置第二座体，所述第二座体设置第二滑轮和第二电机，所述第二滑轮滑动设置于所述第二座体，所述第二电机的输出端驱动连接所述第二滑轮，第一滑轮的轴向平行于第二滑轮的轴向；所述第一座体和第二座体之间设置连接线缆和固定块，所述连接线缆的其中一端连接所述第一滑轮，所述连接线缆的另一端连接所述第二滑轮，所述固定块分别连接所述浮岛和所述连接线缆。

7.根据权利要求5所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，相邻的两所述培养箱通过固定架固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种海上生物碳汇装置，其特征在于，所述制氧设备包括电控伸缩管，所述电控伸缩管的其中一端连通所述制氧设备的进气管，所述电控伸缩管的另一端用于伸入临近的所述连接口内，以使所述制氧设备通过所述电控伸缩管吸取所述透光罩体内氧气。

Images