[发明专利]藻类生物燃料二氧化碳分配系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于减轻污染并由藻类生产生物燃料的方法。更具体而言，本发明涉及向藻类细胞供应污染物以用作支持生长的养分。本发明特别地、但不排外地，可用作由藻类生产生物燃料的系统和方法，通过所述系统分配二氧化碳来供养所述藻类。

发明背景

随着全球石油沉积物的减少，人们对与生产烃产物相关的不足和成本越来越关注。因此，正在对目前由石油加工的产物的替代品进行研究。在这种尝试中，已经将诸如生物柴油的生物燃料作为石油基运输燃料的可能替代品。一般地，生物柴油是由得自植物油或动物脂肪的长链脂肪酸的单烷基酯构成的燃料。在工业实践中，当植物油或动物脂肪与诸如甲醇的醇反应时产生生物柴油。

关于植物衍生的生物燃料，首先通过光合作用将太阳能转变成化学能。然后，将化学能精炼成可使用的燃料。目前，相对于对石油进行提取和精炼，涉及由植物油产生生物燃料的方法是昂贵的。然而可能的是，通过最大化植物源的生长速度并最小化支持植物生长所需要的进料的成本，可降低加工植物衍生的生物燃料的成本。因为已知藻类是一种将太阳能转化成细胞生长的最有效的植物，所以其作为生物燃料源特别令人关注。然而，目前的藻类加工方法难以成本高效地产生藻类衍生的生物燃料。

总之，光合作用的生物化学过程使藻类具备了将太阳能转化成化学能的能力。在细胞生长期间，使用这种化学能驱动合成反应，例如形成糖或将氮固定入氨基酸中以用于蛋白质的合成。过量的化学能以脂和油的形式作为甘油三酸脂储存。由此，在藻类中产生油仅需要形成甘油三酸脂的太阳光、二氧化碳和养分。然而，由于燃料源对体积的要求，与投入相关的成本高。

在源自发电厂或其他燃烧源的烟道气中发现了支持细胞生长的二氧化碳和其他养分的一种可能来源。此外，当存在于烟道气中时，认为这些养分是必需进行适当处理的污染物。因此，使用源自烟道气的养分以支持细胞生长将减轻污染。

鉴于上述，本发明的目的是提供一种减少投入成本的生产藻类衍生的生物燃料的系统和方法。本发明的另一个目的是提供一种可减轻污染的生产藻类衍生的生物燃料的系统和方法。本发明的又一个目的是提供一种以从烟道气中洗涤出(scrub)的污染物的形式向藻类细胞供应养分的系统。本发明的另一个目的是提供一种对源自生长藻类的培养基的流出物进行再循环以作为洗涤器溶液的系统。本发明的另一个目的是提供一种用于生产藻类衍生的生物燃料的系统，所述系统限定了用于所述藻类、其经加工的衍生物及培养其生长的培养基连续移动的流动路径。本发明的又一个目的是提供一种由用污染物供养的藻类生产生物燃料的系统和方法，所述系统和方法简单易行、易于使用且成本比较高效。

发明概述

根据本发明，提供一种从用污染物供养的藻类生产高含油量的生物燃料的系统。以此方式，所述系统用于生产环境友好的燃料，同时减轻污染。在结构上，所述系统包含洗涤器和洗涤器溶液，所述洗涤器用于具有接收受污染物污染的流体流的室。典型地，所述流体流包含来自诸如发电厂的燃烧源的烟道气，其被二氧化碳、硫的氧化物和/或氮的氧化物所污染。此外，所述洗涤器溶液典型地为苛性钠或碳酸氢钠。

为了本发明的目的，所述系统还包括用于生长具有高含油量的藻类细胞的生物反应器。在结构上，所述生物反应器包括至少一个恒化器和活塞流反应器。更特别地，所述恒化器是具有输入端口、管道和输出端口的连续搅拌的流动反应器。优选地，形成的管道具有接收并容纳培养基的没有末端的、开放的水道，且提供贯穿管道的桨轮以使得所述培养基循环穿过管道。为了本发明的目的，相对恒化器布置所述活塞流反应器，以从所述恒化器接收含有藻类细胞的溢流培养基。具体地，所述活塞流反应器包括输入端口，所述输入端口接收来自恒化器的输出端口的溢流培养基。此外，所述活塞流反应器为开放水道的形式，所述开放水道包括使得培养基在重力影响下连续向下游移动的管道。