减少二氧化碳排放的方法及其绿能系统与流程

本发明属于降低空污排放及再生能源制造设备的领域，特别是关于一种能够有效减少二氧化碳排放的方法及其绿能系统，其利用工业废气中的二氧化碳微粒经过水洗后所产生的碳酸水，养殖微藻并生成生质柴油的技术。

背景技术：

按，近年来，由于工业废气及汽机车废气所造成的二氧化碳排放量提高，造成温室效应逐年恶化，严重影响的整个地球的生态现象，因此，根据京都议定书的目标是针对各参与国家的二氧化碳排放量进行严格的限制，期能大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平甚至降低，以保证生态系统的平滑适应、食物的安全生产和经济的可持续发展。

目前，随着电动车辆或油电车的技术提升及普及率越来越高，逐年取代传统的石化燃料车辆，期望能够逐渐解决车辆废弃所造成的影响；但是，对于制造工业中所产生的工业废气问题，却始终无法获得有效的解决，特别是针对工业废气进行处理时，不仅会增加建置除污设备的成本，且能解决的污染却相当有限，加上世界性的能源短缺，地底的石油资源有限，且开采受气候因素及国际政治、经济的因素而动荡不安，也造成了全球高油价的时代来临及新的能源危机，因此生质能源也就逐渐受到重视及开发，为此，加强能源作物耕收、木质纤维衍生计划、生质存类压氧发酵作用产清技术等生质能源也成为一门相当抢眼的技术；其中，又以藻类养殖及裂解作为生质能源产出的方法最为抢眼，由于地球环境渐渐暖化，反倒使得藻类大量增生，该藻类若能够经过适当的养殖后，则可产生生质柴油、酒精及藻块养殖食品，不仅能够以现有粮食农作物，如：小麦或玉米等生产生质柴油，减少对粮食浪费所造成的饥荒问题，并且，若能有效将地球暖化所增生的藻类用来生产能源，亦可达到减碳保护环境生态的效果，实为目前所见的最佳能源增生策略。

然，目前养殖藻类的技术均以露天养殖为主，即在户外设置若干养殖池，在该养殖池内置放藻类，该种藻类仅适合作为健康食品及藻块等养殖食品，但是，现有养殖 藻类于露天养殖，分类采收不易，其中又掺杂了茁壮的脂株(即成株)、有病虫害的弱株、渐渐老化的老株及尚未成长的幼苖，不仅无法获取所需的微藻脂株，其同时获取的许多过老、病害或过幼均影响后续生产作业的效率。并且，露天养殖还会受到雨季等天气因素，使得养分被冲淡稀释，造成生长养分不足，若遇天候温差过大，如过冷或过热均会对藻类生长造成损伤。

有鉴于此，本发明人遂积多年来从事藻类养殖及参考各国专利文献如：中国台湾发明专利第I369399号「供用于二氧化碳捕集设备的装置」、美国发明第7763457号「High photoefficiency microalgae bioreactors」、美国发明第5534417号「Microorganism growth apparatus」、美国第20080220486号专利公开案「Method for growing photosynthetic organisms」专利专利申请案，以及本发明人的中国台湾发明专利第I342185号「养殖藻类的栽培器」等，经过不断地改良及设计后，进而整合出一套能够利用微藻作为减少二氧化碳排放的方法及其绿能系统，期能对环境保护尽一分心力，并提升其经济价值。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一目的，旨在提供一种减少二氧化碳排放的方法，从而将工厂废气收集后，利用其中所含有的二氧化碳及可吸入肺颗粒物(PM2.5)来养殖微藻，进一步大量减低该工业废气的二氧化碳及PM2.5的排放量，使该微藻生成具有经济效益的生质柴油作为营利或其他用途的功效。

为达上述目的，本发明的减少二氧化碳排放的方法，其步骤包括：收集一工业废气，且使该工业废气含有浓度大于5000ppm的二氧化碳气体及可入肺颗粒物(PM 2.5)；均质化处理该工业废气后，再经过气体水洗制备过程而获得一碳酸水及一残余物质；使用该碳酸水循环流动养殖一微藻，直到该微藻长成；及收成该微藻而萃取出一生质柴油。其中，该可入肺颗粒物是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。

于一实施中，本发明该减少二氧化碳排放的方法，更包括一净化步骤，其利用高温的金属触媒去除该气体水洗制备过程后所残余的该残余物质，以将该残余物质从排放气体中清除掉，大幅提升气体的洁净效果。并且，为了有效养殖该微藻，其中的该碳酸水的pH值介于6.9～3之间而呈现酸性，而以该碳酸水营造出使该微藻更容易成长的环境。

并且，本发明更提供了使用前述减少二氧化碳排放的方法的绿能系统，其包括： 一液化单元，包含有一箱体、一均质滤网及一水洗装置，且该箱体具有一进气口、一排气口、一储液槽及一出液口，该均质滤网安装于该箱体内且位于该进气口的一侧，使该工业废气经由该进气口导入该箱体后而能进行均质化处理，该水洗装置安装于该箱体内且位于该均质滤网的一侧，以将经过均质化处理的该工业废气进行气体水洗制被过程，使该碳酸水储放于该储液槽内，该残余物质则由该排气口排出；一养殖单元，包含有一中央水塔、一泵浦及一循环管路，该中央水塔间隔设于该液化单元的一侧且其一端与该出液口相连接，该中央水塔的另一端与该泵浦相连接，该泵浦再与该循环管路相连接，该循环管路内放置有一微藻，通过该泵浦可将该碳酸水送入该循环管路内进行循环流动以提供该微藻所需的养殖环境；及一萃取单元，包含有多个增压槽及搅拌桶，该萃取单元供放置该微藻，通过转脂程序而产生该生质柴油。

于一实施例中，本发明的该减少二氧化碳排放的绿能系统，其中，该进气口处设有一第一侦测单元，以及该出气口处设有一第二侦测单元，以检测该工业废气的数值。且，该第一侦测单元及该第二侦测单元均为PM浓度侦测器，检测该工业废气经过水洗后的PM浓度，如未完全洗净，还能持续循环水洗。另外，于该储液槽内设有一第三侦测单元，以检测该碳酸水的pH值，且该第三侦测单元为液体酸碱值侦测器，避免该碳酸水的pH值不符合养殖需求。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的步骤流程图；

图2为本发明较佳实施例的配置示意图；

图3为本发明较佳实施例的该液化单元的结构示意图。

附图标记说明：S1～S5步骤；1减少二氧化碳排放的绿能系统；11液化单元；111箱体；1111进气口；1112排气口；1113储液槽；1114出液口；112均质滤网；113水洗装置；12养殖单元；121中央水塔；122泵浦；123循环管路；13萃取单元；131增压槽；132搅拌桶；14第一侦测单元；15第二侦测单元；16第三侦测单元；2工业废气；3碳酸水；4残余物质；5微藻；6生质柴油。

具体实施方式

为使贵审查委员能清楚了解本发明的内容，仅以下列说明搭配图式，敬请参阅。

请参阅图1，为本发明较佳实施例的步骤流程图。如图中所示，本发明的减少二 氧化碳排放的方法，其实施时的步骤包括：

S1：收集一工业废气，且使该工业废气含有浓度大于5000ppm的二氧化碳气体及可入肺颗粒物(PM 2.5)；其中的工业废气泛指各种工业上所产生的废气，其通常可能实施的方式，于传统的烟囱或排放装置的出口设置连接管路，避免该工业废气未经过任何处理就被排入大气中。其中的该可入肺颗粒物是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也就是俗称的PM2.5。

S2：均质化处理该工业废气后，再经过气体水洗制备过程而获得一碳酸水及一残余物质；均质化处理是指将该工业废气均匀化，并将颗粒较大的杂质去除掉，而气体水洗制备过程则是利用气体与液体间的接触力，藉由重力、惯性力、热力及静电力，将气体中所含有的粒状污染物送至液体中而达成清净的目的，而针对气状污染物则是利用紊流、分子扩散使臭味物质传送至液体中来达成清净的目的，并且于气体水洗制备过程中所产生的液体即为该碳酸水。

S3：使用该碳酸水循环流动养殖一微藻，直到该微藻长成；应注意的是，本发明所选用的该微藻是通过筛选及特殊培养而得，其特别喜爱于该碳酸水的环境中成长，且该碳酸水的pH值介于6.9～3之间而呈现酸性，经过适当的pH值控制及添加养分，并通过本发明所使用的封闭是的特殊循环水管路设计，不仅能够模拟出适合该微藻的生长环境，且使该微藻不受到外界的污染而进行成长。应注意的是，该循环水管路采用可透光的塑胶管料，因此，将其放置于可曝晒日光的环境中，还能使该微藻吸收日照的能量而成长。

S4：收成该微藻而萃取出一生质柴油；当前述步骤中的该微藻长成适度大小后而可进行收成，其收成方式也相当简单，仅需于该封闭式的循环水管路上设有一出口，利用加压后的水流动而将管路内部的该微藻取出；最后在萃取时，会依据该微藻的种类及尺寸，选用不同的萃取方式，一般而言采用常见的破壁转脂制备过程，首先利用研磨、超音波及压力等方式破坏该微藻的细胞壁，接着萃取出其中的油脂，再通过转脂的方式而制得该生质柴油。

另外，本发明的该减少二氧化碳排放的方法，更包括一S5：净化步骤，其利用高温的金属触媒去除该气体水洗制备过程后所残余的该残余物质，或有需要也可使用产出的该生质柴油作为燃料，一方面可节省额外处理费用，二方面也将系统作更有效的利用。

再者，请参阅图2、3，为本发明较佳实施例的配置示意图及该液化单元的结构示意图。如图中所示，根据上述减少二氧化碳排放的方法，本发明人特别设计了相对应 的减少二氧化碳排放的绿能系统1，其主要包括一液化单元11、一养殖单元12及一萃取单元13。

其中该液化单元11包含有一箱体111、一均质滤网112及一水洗装置113，且该箱体111具有一进气口1111、一排气口1112、一储液槽1113及一出液口1114，该均质滤网112安装于该箱体111的内部且位于邻近该进气口1111的一侧，使该工业废气2经由该进气口1111导入该箱体111后而能进行均质化处理，该水洗装置113安装于该箱体111内且位于该均质滤网112的一侧，以将经过均质化处理的该工业废气2进行气体水洗制备过程，使该碳酸水3储放于该储液槽内，该残余物质4则由该排气口1112排出。应注意的是，该残余物质4则可再利用高温的金属触媒去除，使其排出至大气的空气更佳洁净。其中，于该进气口1111处设有一第一侦测单元14，以及该出气口1112处设有一第二侦测单元15，以检测该工业废气2的各项数值。例如：该第一侦测单元14及该第二侦测单元15均为PM浓度侦测器，而能用来确认经过气体水洗后的去除效果。又或是于该储液槽1113内设有一第三侦测单元16，且该第三侦测单元16为液体酸碱值侦测器，以供检测该碳酸水3的pH值。

该养殖单元12则是包含有一中央水塔121、一泵浦122及一循环管路123，该中央水塔121间隔设于该液化单元11的一侧且其一端与该出液口1114相连接，该中央水塔121的另一端与该泵浦122相连接，该泵浦122再与该循环管路123相连接，该循环管路123内放置有一微藻5，通过该泵浦122可将该碳酸水3送入该循环管路123内进行循环流动以提供该微藻5所需的养殖环境，其中的该循环管路123是由多段透明的直管材及180度弯管材以头尾相接的方式而制成的大面积单层设计，由于该循环管路123为可透光设计，因此，该循环管路123也可以多层式堆叠的方式进行排列，以节省排列所需的空间及增加产能。并且，该中央水塔121的设计作为调配该微藻5所需要的养分的暂存区域，特别是添加含氮的肥料，加速并优化该微藻5的成长。

该萃取单元13包含有多个增压槽131及搅拌桶132，该萃取单元13供放置收成后的该微藻5，通过转脂程序而产生该生质柴油6。目前，本发明所采取的萃取方式是经过使用压力破壁，之后再进行搅拌及加入正己烷使其转脂而制成该生质柴油6。

然而，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明实施的范围，故该所属技术领域中具有通常知识者，或是熟悉此技术所作出等效或轻易的变化者，在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明的专利范围内。