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固“碳”盈“稼”——新型固态二氧化碳气肥制备技术及装备
- 作品编号:2024A4085
- 所属领域:A8其他智能农业装备
- 作品层次:本科生
- 所在高校:郑州轻工业大学
- 所在院/系:新能源学院
- 作品所处阶段:B、中试阶段
- 作品展示形式:实物模型
- 制作成本估算:0.15万元
作品简介:
面对当下工厂碳减排的迫切需求以及农业大棚对低成本二氧化碳气肥的渴求,本团队经过数年深入研发,在全球首次提出固态二氧化碳绿色气肥的创新理念。通过我们独创的新型二氧化碳水合物快速生成技术,以低成本方式有效收集工厂排放的CO2.随后,将固碳后的水合物转化为一种高效的气肥产品,专门应用于农业大棚。这一过程实现了CO2从排放源到农业生产利用的闭环循环,真正做到了“变废为宝”。基于这一开创性的理念,本团队还成功开发了一种新型二氧化碳气肥的高效制备技术及配套的储运缓释装备。
主要创新点:
首先,农业大棚亟需绿色低成本二氧化碳气肥。大棚在现代农业生产中已得到广泛应用,但CO2浓度普遍较低,使得作物产量低下,品质不佳。通过增施CO2气肥,使作物处在生长最适的CO2浓度,有效提高农作物光合作用效率。其次,企业减排刚需。当前,企业在生产过程中面临着巨大的减排压力。大量排放的CO₂不仅难以处理,还无法实现资源的再利用,这给企业的可持续发展带来了巨大挑战。随着国家可持续发展理念的深入推广,众多企业纷纷开始致力于温室气体减排工作,积极探索低碳经济的发展道路。
技术关键和主要技术指标:
二氧化碳水合物快速生成技术:采用超声波联合鼓泡技术可从数量级上增大气液交界面,使水合物生成密度和转化率大大提高,且反应过程中只有二氧化碳与水参与反应,无有害气体混入,且催化剂能够循环使用,无污染。
高效充填及储运装备: 本团队通过自主研发设计出一种可以快速装填,对其进行温度和压力保护,高效储运,通过温度控制释放气体,高效回收分解水的固态CO₂水合物储运罐,实现从制备水合物工厂到农场,一“罐”到底服务。
高效缓释技术: 利用水合物自身温度压力双驱动缓释特性,结合CO₂浓度传感器,通过自主编程的单片机实时监控,在水合物储运罐顶部配有大双表计数电磁排气阀,并通过智能控制系统设计,保持棚内CO₂浓度动态平衡,让作物始终处在最佳生长状态。
推广应用价值:
目前,我国已拥有温室大棚面积超过 6000 万亩,年产值接近 5000 亿元。尤其是在冬、春、秋三季,蔬菜的产量与产值均达到高峰,每亩产值可达 2 至 3 万元,这充分展示了我国温室大棚产业的广阔前景。目前,温室大棚内CO₂浓度普遍偏低,无法满足农作物的生长需求。而我们的产品就可以解决以上问题。
作品视频: