本發(fā)明屬于降低空污排放及再生能源制造設備的領域，特別是關于一種能夠有效減少二氧化碳排放的方法及其綠能系統(tǒng)，其利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳微粒經過水洗后所產生的碳酸水，養(yǎng)殖微藻并生成生質柴油的技術。

背景技術：

按，近年來，由于工業(yè)廢氣及汽機車廢氣所造成的二氧化碳排放量提高，造成溫室效應逐年惡化，嚴重影響的整個地球的生態(tài)現象，因此，根據京都議定書的目標是針對各參與國家的二氧化碳排放量進行嚴格的限制，期能大氣中的溫室氣體含量穩(wěn)定在一個適當的水平甚至降低，以保證生態(tài)系統(tǒng)的平滑適應、食物的安全生產和經濟的可持續(xù)發(fā)展。

目前，隨著電動車輛或油電車的技術提升及普及率越來越高，逐年取代傳統(tǒng)的石化燃料車輛，期望能夠逐漸解決車輛廢棄所造成的影響；但是，對于制造工業(yè)中所產生的工業(yè)廢氣問題，卻始終無法獲得有效的解決，特別是針對工業(yè)廢氣進行處理時，不僅會增加建置除污設備的成本，且能解決的污染卻相當有限，加上世界性的能源短缺，地底的石油資源有限，且開采受氣候因素及國際政治、經濟的因素而動蕩不安，也造成了全球高油價的時代來臨及新的能源危機，因此生質能源也就逐漸受到重視及開發(fā)，為此，加強能源作物耕收、木質纖維衍生計劃、生質存類壓氧發(fā)酵作用產清技術等生質能源也成為一門相當搶眼的技術；其中，又以藻類養(yǎng)殖及裂解作為生質能源產出的方法最為搶眼，由于地球環(huán)境漸漸暖化，反倒使得藻類大量增生，該藻類若能夠經過適當的養(yǎng)殖后，則可產生生質柴油、酒精及藻塊養(yǎng)殖食品，不僅能夠以現有糧食農作物，如：小麥或玉米等生產生質柴油，減少對糧食浪費所造成的饑荒問題，并且，若能有效將地球暖化所增生的藻類用來生產能源，亦可達到減碳保護環(huán)境生態(tài)的效果，實為目前所見的最佳能源增生策略。

然，目前養(yǎng)殖藻類的技術均以露天養(yǎng)殖為主，即在戶外設置若干養(yǎng)殖池，在該養(yǎng)殖池內置放藻類，該種藻類僅適合作為健康食品及藻塊等養(yǎng)殖食品，但是，現有養(yǎng)殖 藻類于露天養(yǎng)殖，分類采收不易，其中又摻雜了茁壯的脂株(即成株)、有病蟲害的弱株、漸漸老化的老株及尚未成長的幼苖，不僅無法獲取所需的微藻脂株，其同時獲取的許多過老、病害或過幼均影響后續(xù)生產作業(yè)的效率。并且，露天養(yǎng)殖還會受到雨季等天氣因素，使得養(yǎng)分被沖淡稀釋，造成生長養(yǎng)分不足，若遇天候溫差過大，如過冷或過熱均會對藻類生長造成損傷。

有鑒于此，本發(fā)明人遂積多年來從事藻類養(yǎng)殖及參考各國專利文獻如：中國臺灣發(fā)明專利第I369399號「供用于二氧化碳捕集設備的裝置」、美國發(fā)明第7763457號「High photoefficiency microalgae bioreactors」、美國發(fā)明第5534417號「Microorganism growth apparatus」、美國第20080220486號專利公開案「Method for growing photosynthetic organisms」專利專利申請案，以及本發(fā)明人的中國臺灣發(fā)明專利第I342185號「養(yǎng)殖藻類的栽培器」等，經過不斷地改良及設計后，進而整合出一套能夠利用微藻作為減少二氧化碳排放的方法及其綠能系統(tǒng)，期能對環(huán)境保護盡一分心力，并提升其經濟價值。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明的一目的，旨在提供一種減少二氧化碳排放的方法，從而將工廠廢氣收集后，利用其中所含有的二氧化碳及可吸入肺顆粒物(PM2.5)來養(yǎng)殖微藻，進一步大量減低該工業(yè)廢氣的二氧化碳及PM2.5的排放量，使該微藻生成具有經濟效益的生質柴油作為營利或其他用途的功效。

為達上述目的，本發(fā)明的減少二氧化碳排放的方法，其步驟包括：收集一工業(yè)廢氣，且使該工業(yè)廢氣含有濃度大于5000ppm的二氧化碳氣體及可入肺顆粒物(PM 2.5)；均質化處理該工業(yè)廢氣后，再經過氣體水洗制備過程而獲得一碳酸水及一殘余物質；使用該碳酸水循環(huán)流動養(yǎng)殖一微藻，直到該微藻長成；及收成該微藻而萃取出一生質柴油。其中，該可入肺顆粒物是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。

于一實施中，本發(fā)明該減少二氧化碳排放的方法，更包括一凈化步驟，其利用高溫的金屬觸媒去除該氣體水洗制備過程后所殘余的該殘余物質，以將該殘余物質從排放氣體中清除掉，大幅提升氣體的潔凈效果。并且，為了有效養(yǎng)殖該微藻，其中的該碳酸水的pH值介于6.9～3之間而呈現酸性，而以該碳酸水營造出使該微藻更容易成長的環(huán)境。

并且，本發(fā)明更提供了使用前述減少二氧化碳排放的方法的綠能系統(tǒng)，其包括： 一液化單元，包含有一箱體、一均質濾網及一水洗裝置，且該箱體具有一進氣口、一排氣口、一儲液槽及一出液口，該均質濾網安裝于該箱體內且位于該進氣口的一側，使該工業(yè)廢氣經由該進氣口導入該箱體后而能進行均質化處理，該水洗裝置安裝于該箱體內且位于該均質濾網的一側，以將經過均質化處理的該工業(yè)廢氣進行氣體水洗制被過程，使該碳酸水儲放于該儲液槽內，該殘余物質則由該排氣口排出；一養(yǎng)殖單元，包含有一中央水塔、一泵浦及一循環(huán)管路，該中央水塔間隔設于該液化單元的一側且其一端與該出液口相連接，該中央水塔的另一端與該泵浦相連接，該泵浦再與該循環(huán)管路相連接，該循環(huán)管路內放置有一微藻，通過該泵浦可將該碳酸水送入該循環(huán)管路內進行循環(huán)流動以提供該微藻所需的養(yǎng)殖環(huán)境；及一萃取單元，包含有多個增壓槽及攪拌桶，該萃取單元供放置該微藻，通過轉脂程序而產生該生質柴油。

于一實施例中，本發(fā)明的該減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)，其中，該進氣口處設有一第一偵測單元，以及該出氣口處設有一第二偵測單元，以檢測該工業(yè)廢氣的數值。且，該第一偵測單元及該第二偵測單元均為PM濃度偵測器，檢測該工業(yè)廢氣經過水洗后的PM濃度，如未完全洗凈，還能持續(xù)循環(huán)水洗。另外，于該儲液槽內設有一第三偵測單元，以檢測該碳酸水的pH值，且該第三偵測單元為液體酸堿值偵測器，避免該碳酸水的pH值不符合養(yǎng)殖需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實施例的步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明較佳實施例的配置示意圖；

圖3為本發(fā)明較佳實施例的該液化單元的結構示意圖。

附圖標記說明：S1～S5步驟；1減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)；11液化單元；111箱體；1111進氣口；1112排氣口；1113儲液槽；1114出液口；112均質濾網；113水洗裝置；12養(yǎng)殖單元；121中央水塔；122泵浦；123循環(huán)管路；13萃取單元；131增壓槽；132攪拌桶；14第一偵測單元；15第二偵測單元；16第三偵測單元；2工業(yè)廢氣；3碳酸水；4殘余物質；5微藻；6生質柴油。

具體實施方式

為使貴審查委員能清楚了解本發(fā)明的內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱圖1，為本發(fā)明較佳實施例的步驟流程圖。如圖中所示，本發(fā)明的減少二 氧化碳排放的方法，其實施時的步驟包括：

S1：收集一工業(yè)廢氣，且使該工業(yè)廢氣含有濃度大于5000ppm的二氧化碳氣體及可入肺顆粒物(PM 2.5)；其中的工業(yè)廢氣泛指各種工業(yè)上所產生的廢氣，其通常可能實施的方式，于傳統(tǒng)的煙囪或排放裝置的出口設置連接管路，避免該工業(yè)廢氣未經過任何處理就被排入大氣中。其中的該可入肺顆粒物是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也就是俗稱的PM2.5。

S2：均質化處理該工業(yè)廢氣后，再經過氣體水洗制備過程而獲得一碳酸水及一殘余物質；均質化處理是指將該工業(yè)廢氣均勻化，并將顆粒較大的雜質去除掉，而氣體水洗制備過程則是利用氣體與液體間的接觸力，藉由重力、慣性力、熱力及靜電力，將氣體中所含有的粒狀污染物送至液體中而達成清凈的目的，而針對氣狀污染物則是利用紊流、分子擴散使臭味物質傳送至液體中來達成清凈的目的，并且于氣體水洗制備過程中所產生的液體即為該碳酸水。

S3：使用該碳酸水循環(huán)流動養(yǎng)殖一微藻，直到該微藻長成；應注意的是，本發(fā)明所選用的該微藻是通過篩選及特殊培養(yǎng)而得，其特別喜愛于該碳酸水的環(huán)境中成長，且該碳酸水的pH值介于6.9～3之間而呈現酸性，經過適當的pH值控制及添加養(yǎng)分，并通過本發(fā)明所使用的封閉是的特殊循環(huán)水管路設計，不僅能夠模擬出適合該微藻的生長環(huán)境，且使該微藻不受到外界的污染而進行成長。應注意的是，該循環(huán)水管路采用可透光的塑膠管料，因此，將其放置于可曝曬日光的環(huán)境中，還能使該微藻吸收日照的能量而成長。

S4：收成該微藻而萃取出一生質柴油；當前述步驟中的該微藻長成適度大小后而可進行收成，其收成方式也相當簡單，僅需于該封閉式的循環(huán)水管路上設有一出口，利用加壓后的水流動而將管路內部的該微藻取出；最后在萃取時，會依據該微藻的種類及尺寸，選用不同的萃取方式，一般而言采用常見的破壁轉脂制備過程，首先利用研磨、超音波及壓力等方式破壞該微藻的細胞壁，接著萃取出其中的油脂，再通過轉脂的方式而制得該生質柴油。

另外，本發(fā)明的該減少二氧化碳排放的方法，更包括一S5：凈化步驟，其利用高溫的金屬觸媒去除該氣體水洗制備過程后所殘余的該殘余物質，或有需要也可使用產出的該生質柴油作為燃料，一方面可節(jié)省額外處理費用，二方面也將系統(tǒng)作更有效的利用。

再者，請參閱圖2、3，為本發(fā)明較佳實施例的配置示意圖及該液化單元的結構示意圖。如圖中所示，根據上述減少二氧化碳排放的方法，本發(fā)明人特別設計了相對應 的減少二氧化碳排放的綠能系統(tǒng)1，其主要包括一液化單元11、一養(yǎng)殖單元12及一萃取單元13。

其中該液化單元11包含有一箱體111、一均質濾網112及一水洗裝置113，且該箱體111具有一進氣口1111、一排氣口1112、一儲液槽1113及一出液口1114，該均質濾網112安裝于該箱體111的內部且位于鄰近該進氣口1111的一側，使該工業(yè)廢氣2經由該進氣口1111導入該箱體111后而能進行均質化處理，該水洗裝置113安裝于該箱體111內且位于該均質濾網112的一側，以將經過均質化處理的該工業(yè)廢氣2進行氣體水洗制備過程，使該碳酸水3儲放于該儲液槽內，該殘余物質4則由該排氣口1112排出。應注意的是，該殘余物質4則可再利用高溫的金屬觸媒去除，使其排出至大氣的空氣更佳潔凈。其中，于該進氣口1111處設有一第一偵測單元14，以及該出氣口1112處設有一第二偵測單元15，以檢測該工業(yè)廢氣2的各項數值。例如：該第一偵測單元14及該第二偵測單元15均為PM濃度偵測器，而能用來確認經過氣體水洗后的去除效果。又或是于該儲液槽1113內設有一第三偵測單元16，且該第三偵測單元16為液體酸堿值偵測器，以供檢測該碳酸水3的pH值。

該養(yǎng)殖單元12則是包含有一中央水塔121、一泵浦122及一循環(huán)管路123，該中央水塔121間隔設于該液化單元11的一側且其一端與該出液口1114相連接，該中央水塔121的另一端與該泵浦122相連接，該泵浦122再與該循環(huán)管路123相連接，該循環(huán)管路123內放置有一微藻5，通過該泵浦122可將該碳酸水3送入該循環(huán)管路123內進行循環(huán)流動以提供該微藻5所需的養(yǎng)殖環(huán)境，其中的該循環(huán)管路123是由多段透明的直管材及180度彎管材以頭尾相接的方式而制成的大面積單層設計，由于該循環(huán)管路123為可透光設計，因此，該循環(huán)管路123也可以多層式堆疊的方式進行排列，以節(jié)省排列所需的空間及增加產能。并且，該中央水塔121的設計作為調配該微藻5所需要的養(yǎng)分的暫存區(qū)域，特別是添加含氮的肥料，加速并優(yōu)化該微藻5的成長。

該萃取單元13包含有多個增壓槽131及攪拌桶132，該萃取單元13供放置收成后的該微藻5，通過轉脂程序而產生該生質柴油6。目前，本發(fā)明所采取的萃取方式是經過使用壓力破壁，之后再進行攪拌及加入正己烷使其轉脂而制成該生質柴油6。

然而，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明實施的范圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍下所作的均等變化與修飾，皆應涵蓋于本發(fā)明的專利范圍內。