分阶式人工造林装置

技术领域

本发明涉及一种分阶型人工造林装置，尤其涉及一种通过使得碱性碱混合液以分阶式沿着重力方向多段滴落而对与其接触的周边空气中的二氧化碳进行捕获并转换成碳资源，从而在去除空气中的二氧化碳的同时资源化成其他有用的物质，而且还可以向周边大气持续供应经过人工净化的洁净空气的分阶式人工造林装置。

背景技术

最近，在全球范围内如酷热、大洪水以及大型山火等因为气候变化而导致的各种自然灾害正在急剧增加。导致如上所述的自然灾害急剧增加的最主要的原因在于二氧化碳的骤增。

2020年全球大气中的二氧化碳浓度再次创造了历史新高，因为各个国家的碳减排计划没有达到预期，预期2030年的碳排放量与2010年相比可能会增加16％左右。据分析，在如上所述的趋势下，很难达成将与实现工业化之前相比的地球的气温上升抑制在1.5度(℃)水准的国际目标值，因此在2100年可能会上升2.7度(℃)。

此外，根据世界气象组织(WMO)的报告，2020年全球大气中的二氧化碳平均浓度与2019年相比上升了2.5ppm，创造了413.2ppm的历史新高。去年二氧化碳浓度的增加值呈现出了超出过去10年平均值的快速增加的趋势。所述二氧化碳浓度与实现工业化之前(1750年)相比达到了149％的水准。

专家们指出，如上所述的大气中的二氧化碳浓度持续增加的原因在于二氧化碳的特性，即，所排出的二氧化碳会在大气中停留长达200年的时间。因为如上所述的特性，为了在全球范围内有效地应对因为二氧化碳而导致的自然灾害，急需更快速地减少碳排放量。

不仅如此，世界气象组织还因为陆地生态系统的碳吸附能力下降而表示出了担忧，例如一直以来起到碳吸附作用的亚马逊地区因为巴西政府进行的开发活动而变成了碳排放源。

如上所述，全球范围内的二氧化碳正在激增，人们也越来越深刻地认识到二氧化碳减排的必要性，但是仅凭借陆地生态系统的碳吸附能力，并不能起到足够的碳减排功能。

此外，直到目前人们也在积极开展用于对空气中的灰尘以及粉尘等异物进行净化的技术，但是并没有开发出可以持续性地对空气中的二氧化碳进行捕获，并对在二氧化碳的捕获过程中产生的二氧化碳捕获物进行有效利用的技术，因此急需开发出与其相关的全新技术。

发明内容

本发明旨在解决如上所述的现有问题，本发明的目的在于提供一种可以通过持续性地减少空气中的二氧化碳而将周边的空气质量转换成洁净舒适的环境的人工造林装置。

此外，本发明的另一目的在于提供一种通过使得碱性碱混合液以分阶式沿着重力方向多段滴落而对与其接触的周边空气中的二氧化碳进行捕获并转换成碳资源，从而在去除二氧化碳的同时资源化成其他有用的物质的人工造林装置。

此外，本发明的另一目的在于提供一种可以对捕获空气中存在的二氧化碳之前以及之后的浓度进行测量并通过显示部显示减少的二氧化碳浓度，或者将空气中的二氧化碳浓度变化提供给地方自治团体以及管理员，以便于地方管辖的地方自治团体以及管理员适当地加以利用或根据二氧化碳的浓度变化采取适当措施的人工造林装置。

此外，本发明的又一目的在于提供一种通过使用可以解决在现有技术中被广泛使用的二氧化碳吸收剂即链烷醇胺水溶液的各种缺点的碱性碱混合液对二氧化碳进行捕获而确保与现有技术相比的经济性的人工造林装置。

本发明拟达成的技术课题并不限定于在上述内容中提及的技术课题，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员将可以通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他技术课题。

为了达成如上所述的技术课题，适用本发明之一实施例的分阶式人工造林装置，包括：分阶流路总成，在四边形的外壳内部相距一定间隔水平多段层叠有多个隔板，所述隔板的左、右侧两端交错连通，从而构成之字形形态的内部流路；空气吸入部，通过连接到所述分阶流路总成的下部一侧而吸入周边空气，并诱导所吸入的空气沿着分阶流路总成的内部流路向上流动；混合液储藏部，以配备于所述分阶流路总成的下部的状态，对借助于与空气的接触而发生化学反应并借此对空气中的二氧化碳进行捕获的特定成分的碱性碱混合液进行储藏，在空气被吸入到空气吸入部时，通过将所述碱性碱混合液供应至分阶流路总成的上部而诱导碱性碱混合液借助于自重沿着分阶流路总成的内部流路向下流动并与空气发生面接触；以及，空气排出部，配备于所述分阶流路总成的上部，用于将在经过内部流路的过程中去除二氧化碳之后的剩余空气排出到周边。

此外，根据一实施例，在所述混合液储藏部中还配备有循环泵，所述循环泵通过循环液供应管将储藏在混合液储藏部中的碱性碱混合液供应至分阶流路总成的上部。

此外，根据一实施例，在所述分阶流路总成的多个隔板上的左、右侧两端分别交替地形成有连通孔，从而使得分阶流路总成整体上具有之字形形态的内部流路，而在所述各个连通孔中分别配备有在一端结合到隔板的同时另一端经由连通孔向下方弯曲的自由端形态的排水引导板。

此外，根据一实施例，在所述分阶流路总成的多个隔板上形成有图案，从而增加所述碱性碱混合液与所述所吸入的空气的接触面积。

此外，根据一实施例，在所述空气吸入部中，安装有用于对从周边吸入的空气的温度、湿度或二氧化碳浓度值进行测量的温度计、湿度计或二氧化碳浓度计中的至少一个，还安装有用于将所述所吸入的空气预热至适合于与碱性碱混合液发生反应的适当温度的预加热器。

此外，根据一实施例，在所述空气排出部中，安装有用于对去除二氧化碳之后的空气的流量、温度、湿度或二氧化碳浓度值进行测量的流量计、温度计、湿度计或二氧化碳浓度计中的至少一个。

此外，根据一实施例，在所述混合液储藏部的一侧还配备有用于对从碱性碱混合液蒸发的水进行补充的补充水储藏部。

此外，根据一实施例，在所述空气排出部或空气吸入部的流路的一部分还安装有空气吸入扇。

此外，根据一实施例，所述碱性碱混合液，包括：从由SiO

此外，根据一实施例，所述二氧化碳反应物包括碳酸钠(Na

此外，根据一实施例，所述分阶流路总成的最底面隔板与混合液储藏部的开放上部彼此连通，而且空气吸入部被连接到所述分阶流路总成的最底面隔板与混合物储藏部之间的空间部，从而诱导从外部吸入的空气在与储藏在混合液储藏部中的碱性碱混合液接触之后通过分阶流路总成的最底面隔板的连通孔沿着内部流路向上流动。

此外，根据一实施例，在所述混合液储藏部中，还连接有：分离器，用于对捕获到碱性碱混合液中的包含二氧化碳的反应物进行收集，并在所述反应物中对二氧化碳反应物与废溶液进行分离；以及，碳资源储藏库，为了对所述经过分离的二氧化碳反应物进行资源化而对其进行储藏。

此外，根据一实施例，在所述分阶流路总成的一侧还配备有电子装置部，从而对通过所述分阶流路总成吸入、供应或排出的空气以及碱性碱混合液的温度、湿度、流量、流速以及浓度在内的各种参数值进行测量以及控制。

此外，根据一实施例，在所述电子装置部中还连接有各种传感器以及数据库，从而将通过各种传感器测量到的数据存储到数据库，或者实时或以预定周期远程传送到使用者所期望的服务器或终端。

通过所公开技术的实施例，可以达成包括如下所述的优点在内的效果。但是，并不是指所公开技术的实施例必须包含全部效果，因此兵不应该理解为所公开技术的权利要求范围因此而受到限定。

根据本发明的一实施例，可以通过像树木一样对空气中的二氧化碳进行捕获而减少二氧化碳，从而改善构建本发明之系统的地区的周边空气品质。

此外，根据本发明的一实施例，可以利用所捕获到的二氧化碳制造出有用的资源即碳酸钠或碳酸氢钠。这可以应用于各种产业领域并借此创造出效益，从而与现有技术相比确保其经济性。

此外，根据本发明的一实施例，可以通过使得碱性碱混合液以分阶式沿着重力方向多段滴落而对与其接触的周边空气中的二氧化碳进行去除，从而将碱性碱混合液的飞散最小化并实现低电力驱动，还可以以较高的捕获效率减少空气中的二氧化碳。

此外，根据本发明的一实施例，可以在解决在现有技术中被广泛使用的二氧化碳吸收剂即链烷醇胺水溶液的缺点的同时提供洁净舒适的周边空气环境并借此降低运营成本。

此外，根据本发明的一实施例，地方自治团体以及管理员可以根据对空气中的二氧化碳进行捕获时的空气中的二氧化碳浓度变化采取适当的措施。

附图说明

图1是对适用本发明之一实施例的分阶式人工造林装置整体进行图示的正面图。

图2是图1的(a)平面图、(b)左侧面图以及(c)右侧面图。

图3是对适用本发明的分阶流路总成进行图示的主要部分斜视图。

图4是图3的正面、侧面以及平面图。

图5是对图3的隔板进行分离图示的(a)主要部分斜视图、(b)正面、侧面以及平面图。

具体实施方式

本发明可以进行各种变更并具有多种实施例，接下来将在附图中对特定实施例进行例示并在详细的说明中对其进行具体说明。

但是，这并不是为了将本发明限定于特定的实施形态，而是应该理解为包括本发明的思想以及技术范围内所包含的所有变更、均等物乃至替代物。

在本发明中，如“包括”或“具有”等术语只是用于表明说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或所述之组合存在，不应该理解为事先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或所述之组合存在或被附加的可能性。

接下来，将对本发明进行具体说明。

图1是对适用本发明之一实施例的分阶式人工造林装置整体进行图示的正面图，图2是图1的(a)平面图、(b)左侧面图以及(c)右侧面图，图3是对适用本发明的分阶流路总成进行图示的主要部分斜视图，图4是图3的正面、侧面以及平面图，图5是对图3的隔板进行分离图示的(a)主要部分斜视图、(b)正面、侧面以及平面图。

参阅图1至图5，在适用本发明之一实施例的分阶式人工造林装置100中，配备有分阶流路总成110，在四边形的外壳111内部相距一定间隔水平多段层叠有多个隔板112，所述隔板112的左、右侧两端交错连通，从而构成之字形形态的内部流路。

根据一实施例，在所述分阶流路总成110的多个隔板112上的左、右侧两端分别交替地形成有连通孔112a，从而使得分阶流路总成110整体上具有之字形形态的内部流路。

在所述各个连通孔112a中分别配备有在一端结合到隔板112的同时另一端经由连通孔112a向下方弯曲的自由端形态的排水引导板115。

此外，配备有空气吸入部120，通过连接到所述分阶流路总成110的下部一侧而吸入周边空气，并诱导所吸入的空气沿着分阶流路总成110的内部流路向上流动。

根据一实施例，在所述空气吸入部120中，安装有用于对从周边吸入的空气的温度、湿度或二氧化碳浓度值进行测量的温/湿度计182或二氧化碳浓度计183中的至少一个，还安装有用于将所述所吸入的空气预热至适合于与碱性碱混合液发生反应的适当温度的预加热器181。

所述预加热器181用于执行为了后续说明的二氧化碳捕获反应而对所吸入的空气进行预热的功能。

此外，配备有混合液储藏部130，以配备于所述分阶流路总成110的下部的状态，对借助于与空气的接触而发生化学反应并借此对空气中的二氧化碳进行捕获的特定成分的碱性碱混合液进行储藏，在空气被吸入到空气吸入部120时，通过将所述碱性碱混合液供应至分阶流路总成110的上部而诱导碱性碱混合液借助于自重沿着分阶流路总成110的内部流路向下流动并与空气发生面接触。

此外，碱性碱混合液在从混合液储藏部130沿着分阶流路总成110的内部流路向下滴落之后再继续循环到混合液储藏部130中，从而对空气中的二氧化碳进行捕获。

更具体来讲，参阅图4，碱性碱混合液沿着配备于所述隔板112的连通孔112a上的排水引导板115的上侧面向下方滴落，此时因为在所述排水引导板115的下方有空气向上移动，因此所述碱性碱混合液将以窗帘形态滴落并与空气连续接触。即，在如上所述的过程中，碱性碱混合液将在切割空气的方向上与其接触并与空气发生碰撞和形成涡流，从而促进二氧化碳的捕获反应。

此外，所述隔板112可以由长方形的不锈钢板多层层叠而成，例如，可以将18个隔板相距一定间隔多层层叠，从所述各个隔板112的左、右侧中的某一端开始到另一端的连通孔112a为止，空气以及碱性碱混合液可以沿着分阶流路总成110的内部流路分别向上、向下以之字形流动并彼此接触。

在如上所述的过程中，从空气吸入部120流入的空气在经由分阶流路总成110排出到空气排出部140为止，将持续性地与碱性碱混合液发生面接触或涡流接触，从而使得空气中的二氧化碳与碱性碱混合液发生反应并被捕获。根据一实施例，通过所述装置可以去除空气中的90％以上的二氧化碳。

在所述各个隔板112上移动的碱性碱混合液，可以被设定为1mm至10mm的高度。更具体来讲，可以被设定为2mm至8mm、4mm至8mm、6mm至10mm以及2mm至6mm。根据从所述空气吸入部120流入的空气的流量以及流速，为了最大限度地对二氧化碳进行捕获，可以根据预先设定的值变更在所述各个隔板112上流动的碱性碱混合液的高度。

此外，所述多个隔板112可以以具有图案的形态形成。作为一实例，可以以三棱锥或半圆形态凸出或凹入形成，也可以形成有如正弦波形态以及峰谷形态等多种形态的图案。如上所述的形成有图案的所述多个隔板112可以增加与空气的接触面积，从而对更多的二氧化碳进行捕获。

接下来，如上所述的去除二氧化碳之后的空气将通过空气排出部140最终排出到外部。

此外，在所述混合液储藏部130中还可以配备加热器(未图示)。因为当储藏在混合液储藏部130中的碱性碱混合液被冷却至一定温度以下时可能会有碳酸钠等析出，因此所述加热器执行通过对碱性碱混合液进行加热而防止生成析出物的功能。

根据一实施例，在所述混合液储藏部130中还配备有循环泵150，所述循环泵150通过混合液供应管151将储藏在混合液储藏部130中的碱性碱混合液供应至分阶流路总成110的上部。

所述混合液供应管151被连接到在后续说明的分阶流路总成110的上端形成的多个混合液注入口113中。例如，所述混合液注入口113可以根据隔板的宽度适当地配备三个以上，以确保供应的均匀(参阅图3以及图4)。

根据一实施例，在所述混合液储藏部130的内部可以配备水位指示器(levelindicator，未图示)，从而对溶液的水位进行检测。

此外，还配备有空气排出部140，配备于所述分阶流路总成110的上部，用于将在经过内部流路的过程中去除二氧化碳之后的剩余空气排出到周边。

根据一实施例，在所述空气排出部140中安装有用于对去除二氧化碳之后的空气的流量、温度、湿度或二氧化碳浓度值进行测量的流量计185、温/湿度计182或二氧化碳浓度计183中的至少一个。

根据一实施例，在所述空气排出部140的流路的一部分还安装有空气吸入扇170。所述空气吸入扇170不仅可以安装在空气排出部140中，也可以安装在空气吸入部120中。

此外，所述分阶流路总成110的最底面隔板112与混合液储藏部130的开放上部彼此连通，而且空气吸入部120被连接到所述分阶流路总成110的最底面隔板112与混合物储藏部130之间的空间部，从而诱导从外部吸入的空气在与储藏在混合液储藏部130中的碱性碱混合液接触之后通过分阶流路总成110的最底面隔板112的连通孔112a沿着内部流路向上流动。

此外，在所述混合液储藏部130的一侧还配备有用于对从碱性碱混合液蒸发的水进行补充的补充水储藏部160。

借此，当因为储藏在混合液储藏部130中的碱性碱混合液中的水自然蒸发而导致水位降低时，将从所述补充水储藏部160向混合液储藏部130补水。

此时，可以利用配备于混合液储藏部130中的水位指示器对水位进行检测并根据预先设定的条件从补充水储藏部160向混合液储藏部130补水。

此外，在对通过所述空气吸入部120吸入的空气中的二氧化碳捕获前端的二氧化碳浓度值与在与储藏在混合液储藏部中的碱性碱混合液反应并去除二氧化碳之后通过空气排出部排出的剩余空气中所包含的二氧化碳捕获后端的二氧化碳浓度值进行测量以及比较之后，对补充到混合液储藏部130中的水供应量进行调节。

所述混合液储藏部130可以将碱性碱溶液与从补充水储藏部160供应过来的水维持在1:1至1:5的比例。例如，所述碱性碱溶液与水可以维持1:1至1:4、1:1至1:3、1:1至1:2、1:2至1:5、1:2至1:3或1:3至1:5的比例。

虽然在所述碱性碱溶液与水中增加碱性碱溶液的比例时可以提升空气中的二氧化碳的捕获率，但是可以在考虑成本方面的情况下对水的比例进行调节。

此外，所述碱性碱混合液，其特征在于，包括：从由SiO

所述碱性碱混合液的平均pH可以是pH12以上。例如，所述pH可以是pH12至pH13.5、pH13、pH12、pH12.1、pH12.2或pH12.3。所述碱性碱混合液的pH可以通过如上所述的所述混合液储藏部130内的pH计(meter)184进行测量。

当所述混合液储藏部130内的碱性碱混合液的pH不足10.5时，将无法继续对二氧化碳进行捕获，因此将通过配备于所述混合液储藏部130的底部的排出口131将二氧化碳反应物以及废溶液排出到外部，并通过所述排出口131供应新的碱性碱混合液。

为此，在所述混合液储藏部130的一侧还配备有泵200。

所述泵200将通过排出口131将二氧化碳反应物以及废溶液排出到外部，并通过所述排出口131供应通过对碱性碱溶液以及水进行混合而生成的新的碱性碱混合液。

此时，因为在所述混合液储藏部130中配备有pH计(meter)184，因此可以对储藏在混合液储藏部130中的碱性碱混合液是否维持pH为12至13.5的适当的pH进行监测。

此外，当所述混合液储藏部130内的碱性碱混合液的水位下降到不足90％时，将利用所述泵200通过阀门(未图示)向混合液储藏部130供应碱性碱混合液，而当所述碱性碱混合液的水位达到100％时将停止供应。

此外，虽未图示，在所述混合液储藏部130中，还可以连接有：分离器(未图示)，用于对捕获到碱性碱混合液中的包含二氧化碳的反应物进行收集，并在所述反应物中对二氧化碳反应物与废溶液进行分离；以及，碳资源储藏库(未图示)，为了对所述经过分离的二氧化碳反应物进行资源化而对其进行储藏。

借此，可以在将通过所述混合液储藏部130的排出口131排出到外部的二氧化碳反应物以及废溶液移送到分离器(未图示)之后对二氧化碳反应物以及废溶液进行分离。例如，所述分离器(未图示)可以是利用离心分离法进行分离。

此外，通过所述分离器分离出来的二氧化碳反应物将被移送到碳资源储藏库(未图示)中进行储藏，然后在后续的过程中资源化成其他用途进行再利用。例如，所述二氧化碳反应物可以包括碳酸钠(Na

如上所述的本发明的分阶式人工造林装置100可以轻易地安装在陆地上并进行移动，在安装在陆地上的情况下，可以轻易地确保用于对二氧化碳反应物进行储藏的场所，因此可以为了将二氧化碳反应物资源化成其他有用的物质而对其进行分离并储藏到碳资源储藏库(未图示)中。

所述二氧化碳反应物如下述<反应式1>所示，可以通过碱性碱混合物与二氧化碳的反应而生成。

<反应式1>

2NaOH+CO

Na

在所述反应物中，除二氧化碳反应物之外的废溶液将被移送到废水处理槽(未图示)中进行废弃处理。例如，所述废溶液中可以包括已完成催化剂作用的碱性碱混合液中所含有的伊利石矿物质以及水等。

此外，在借助于通过所述空气吸入部120供应的空气与储藏在所述混合液储藏部130中的碱性碱混合液面接触反应而捕获二氧化碳之后，去除二氧化碳之后的剩余空气将通过空气排出部140排出。例如，通过所述空气排出部140排出的剩余空气可以包括去除二氧化碳之后的空气以及一部分少量的没有被捕获的二氧化碳。其中，剩余空气可以使之二氧化碳的含量不足10％的空气。

此外，在所述空气吸入口121以及空气排出口141中还可以安装有防虫网(参阅图2b以及图2c)。

此外，本发明的分阶式人工造林装置可以包括电子装置部190。

所述电子装置部190对在人工造林装置的所有过程中测量到的从温/湿度计、流量计以及pH计(meter)等接收到的数据进行监测以及管理，并基于搜书数据对循环泵150、空气吸入扇170、混合液储藏部130以及补充水储藏部160的各种阀门开闭进行控制。

即，电子装置部190可以基于通过各种传感器测量到的数据对空气以及碱性碱混合液的流量以及流速进行控制。

此外，当使用者通过电子装置部190输入二氧化碳捕获日期、时间、测量间隔、开始测量二氧化碳浓度值的测量开始时间、结束测量所述二氧化碳浓度值的测量结束时间、测量期间以及大气压力时，电子装置部190可以基于所述输入值对本发明的分阶式人工造林装置的各个部的工作进行控制。

此外，所述电子装置部190可以将通过所述传感器测量到的各种数据存储到数据库中。具体来讲，所述数据至少可以包括二氧化碳捕获前端的CO2排放量、二氧化碳捕获后端的CO2排放量、预先设定的期间的CO2捕获量、不同时间的二氧化碳捕获量以及后续一定期间的CO2捕获预测量。

此外，所述电子装置部190可以将所存储的不同项目的数据实时或以一定周期远程传送到使用者所期望的服务器或终端。借此，构建有本发明的分阶式人工造林装置的地区的地方自治团体或管理员可以以远程方式通过包括服务器、智能手机以及计算机终端在内的通信装置实时地对人工造林装置工作时的二氧化碳捕获变化量以及后续的预计二氧化碳捕获量进行确认。

在上述内容中，参阅附图对本发明的实施例进行了说明，但是具有本发明所属技术领域之一般知识的人员应该可以理解，本发明可以在不变更其技术思想或必要特征的情况下以其他具体的形态实施。因此，在上述内容中技术的实施例在所有方面只是示例性目的而非限定。本发明的范围应该通过所附的权利要求书的范围做出定义而非所述详细的说明，而且应该解释为从权利要求范围的含义以及范围及其均等概念推导出的所有变更或变形形态均包含在本说明书的范围之内。

此外，虽然在本说明书以及附图中公开了本说明书的较佳实施例并使用了特定的术语，但这只是为了更加方便地对本发明书中所记述的内容进行说明并帮助理解本发明而以通常的含义使用，并不是为了对本发明的范围进行限定。具有本发明所属技术领域之一般知识的人员可以理解，除了在此公开的实施例之外，还可以通过以本说明书的技术思想为背景的其他变形例实施。

产业可用性

本发明提供一种可以有效地减少排出到空气中的二氧化氮并将其资源化成其他有用的物质，同时还可以持续性地供应经过人工净化的洁净空气的人工造林装置。

此外，根据本发明，地方管辖的地方自治团体以及管理员可以轻易地确认二氧化碳捕获前/后的二氧化碳浓度变化量，从而由地方管辖的地方自治团体以及管理员适当地加以利用，或者根据二氧化碳的浓度变化采取适当的措施。

借此，不仅有面向为了减少温室气体的排放量而做出各种努力的各国政府以及地方自治团体推销或销售人工造林装置的足够的可能性，而且实际上也可以有效地加以实施，因此具有产业可用性。