国内外二氧化碳的利用现状及进展_魏晓丹
二氧化碳捕集与利用技术发展现状与前景展望
二氧化碳捕集与利用技术发展现状与前景展望二氧化碳是目前全球温室气体排放最主要的成分之一，通过减少二氧化碳排放和增加二氧化碳的捕集与利用，可以有效地应对全球气候变化问题。
本文将就二氧化碳捕集与利用技术的现状与前景进行讨论。
首先，二氧化碳捕集技术是减少二氧化碳排放的关键手段之一。
目前，已经有多种二氧化碳捕集技术被广泛应用于工业领域。
其中，最常见的技术是化学吸收法，即利用溶液吸收二氧化碳并在后续工序中进行脱碳。
此外，还有物理吸收、膜分离和吸附等技术也被应用于二氧化碳捕集领域。
这些技术在理论上能够实现高效的二氧化碳捕集，但在实际应用中仍面临着高能耗、高成本和技术难题等挑战。
其次，二氧化碳利用技术是将捕集到的二氧化碳转化为有用的产物，以实现对二氧化碳的资源化利用。
当前，二氧化碳利用技术主要集中在以下几个方面：碳酸化学品生产、燃料生产、建材生产和农业用途等。
例如，将二氧化碳与氢气反应制备甲醇，或者利用光合作用将二氧化碳转化为有机物质等。
这些技术在很大程度上可以减少二氧化碳的排放，同时也能够为经济发展提供新的动力。
然而，当前二氧化碳捕集与利用技术仍然面临一些挑战和局限性。
首先，捕集二氧化碳的技术成本较高，需要大量的能源和设备投入。
尽管有一些研究正在致力于有效降低捕集成本，但仍然需要进一步的技术突破。
其次，二氧化碳利用技术的规模化生产也面临一定的技术壁垒，需要解决反应效率、催化剂选择和废弃物处置等问题。
此外，二氧化碳捕集与利用技术在实际应用中还需要解决监管法规、融资机制和市场规模等方面的问题。
然而，随着科技和经济的发展，二氧化碳捕集与利用技术仍具有广阔的前景。
首先，全球对气候变化的关注不断增加，促使各国政府和企业加大对碳减排和碳利用的投入。
其次，不断涌现的新技术和创新模式有望推动二氧化碳捕集与利用技术的发展。
例如，近年来兴起的碳捕集与利用产业链已经成为一个新的经济增长点，吸引了大量的投资和企业参与。
此外，新材料、催化剂和反应工艺的不断突破也有望降低二氧化碳捕集与利用技术的成本，提高效率。
二氧化碳捕集与利用技术的发展现状及前景分析
二氧化碳捕集与利用技术的发展现状及前景分析近年来，随着全球气候变化愈发严峻，减缓温室气体的排放和积累成为了重中之重的任务。
而二氧化碳是主要的温室气体之一，其排放量越来越高，给环境带来了不可预测的影响。
为了解决这个问题，二氧化碳捕集与利用技术正在不断发展，已经取得了一定的成果。
本文将就二氧化碳捕集与利用技术的发展现状进行分析，并展望它的未来前景。
一、二氧化碳捕集技术二氧化碳捕集技术是指通过物理、化学或生物方法，将二氧化碳从气态、液态或固态的混合气体中分离出来。
它是二氧化碳利用技术的第一步，直接影响着后续二氧化碳利用的效果。
目前，最为成熟的二氧化碳捕集技术是化学吸收法。
化学吸收法是指将含二氧化碳气体与一种或多种溶液接触，利用其化学反应性质使二氧化碳吸收滞留在溶液中。
目前，化学吸收法主要有两种溶液：胺类溶液和碱性盐溶液。
其中，胺类溶液常用的有醇胺溶液、甲醇胺溶液等。
碱性盐溶液常用的有氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液等。
除了化学吸收法，目前广泛使用的其他二氧化碳捕集技术还包括物理吸附法、膜分离法、氧化-还原法等。
他们都各有优缺点，正在不断完善中。
值得一提的是，这些技术目前仍存在一定的技术门槛，价格不便宜，应用范围有限。
但是，今后这些技术的成本必然会逐渐下降，应用范围也会逐渐扩大。
这将使二氧化碳捕集技术的普及和应用成为可能。
二、二氧化碳利用技术二氧化碳捕集的目的是为了将其转化为有用的产品或用于提供能源。
二氧化碳利用技术就是将捕集到的二氧化碳转化为有价值的产品或能源。
目前，二氧化碳利用技术主要有以下几种：1. 二氧化碳转化为化学品将二氧化碳转化为化学品是一个非常有前途的方向，可以有效地减少化石能源的使用，代替传统的石化产品。
其中，将二氧化碳转化为甲酸、甲醇、氢气等，已经越来越受到人们的关注和研究。
2. 二氧化碳转化为燃料将二氧化碳转化为燃料属于高能量密度的环保能源，是未来的研究重点。
当前，利用光催化或电催化技术，可以将二氧化碳转化为石油、煤、天然气等化石燃料类型的氧化物和氢气。
国内外二氧化碳市场和应用前景
<=5" 生产规模比较小 " 在 ;666 K W ) 左右 " 生产手段也比较落后 " 基本
以高压法钢瓶灌装为主 " 其主要生产设备以制氧机作为二氧化碳 压缩机 " 当时的 <=5年生产销售量不足 ; 万 K’ 随着食品碳酸饮料工 业及制造焊接业的发 展 "<=5的 产 销 量 迅 速 增 长 " 到 56 世 纪 C6 年 代 末达 56 万 K" 市场已初具规模 ’ 进入 56 世纪 ?6 年代 " 我国工农业经济 发展迅速 " 工业发达国家 的 液 体 <=5生 产 技 术 被 引 进 消 化 吸 收 " 使 国内的 <=5生产和销售快速增长 ’ 至 8??A 年 " 国内 VV 家合成氨厂中 建 成 ;7 套 <=5 回 收 装 置 " 总 生 成 能 力 为 5; 万 K" 最 大 规 模 年 产 ; 万 K’ 而国内的百余家酒精厂已安装了 <=5回收装置 " 生产能力为 8C 万 K"
酿酒科技
!"
!"#$%&’()*"+, -."/+./ 0 1/.2+%3%,4
5667 !" 5 # ! $" 855 #" 9%:5 5667 1%3:855
国内外二氧化碳市场和应用前景
陆国维
! 上海浦东二氧化碳成套设备工程公司 " 上海 摘 要$
5665;; #
除天然 <=5外 ! 其大量为化工行业合成氨厂 " 石化厂 " 炼油厂和发酵行业酒精厂 " 啤酒厂生产过程的副产物 #
二氧化碳的综合利用现状及发展趋势
二氧化碳的综合利用现状及发展趋势二氧化碳（CO2）是地球大气中的主要温室气体之一，对全球气候变化具有重要影响。
然而，随着工业化和城市化的发展，人类活动产生的二氧化碳量不断增加，对环境造成了严重的影响。
因此，二氧化碳的综合利用成为了当前全球关注的焦点。
本文将介绍二氧化碳的综合利用现状及发展趋势。
一、二氧化碳的利用现状目前，二氧化碳的利用主要集中在以下几个方面：工业用途：二氧化碳是一种重要的工业原料，被广泛应用于生产尿素、碳酸钠、碳酸钙等化工产品。
此外，二氧化碳还可以用于制造饮料、干冰等日常生活用品。
食品行业：二氧化碳在食品行业中也有广泛应用，例如用于加工食品、提高食品保质期等。
医疗保健：二氧化碳具有镇痛、镇静作用，可用于治疗一些疾病，例如溃疡、神经痛等。
环境领域：二氧化碳可用于气体肥料，提高农作物的产量。
此外，二氧化碳还可以用于制造人工雨，缓解干旱等问题。
二、二氧化碳利用的发展趋势随着全球气候变化问题的日益严重，二氧化碳的利用将越来越受到关注。
未来，二氧化碳的利用将主要集中在以下几个方面：能源领域：随着可再生能源的发展，二氧化碳作为一种能源介质将越来越受到重视。
例如，可以将二氧化碳转化为燃料或电力。
化工领域：随着化工行业的发展，二氧化碳将更多地被用于制造高附加值的化学品。
例如，可以利用二氧化碳制造液晶材料、聚合材料等。
环境领域：随着环境保护意识的提高，二氧化碳的减排和利用将成为环境保护的重要内容。
例如，可以利用二氧化碳制造可降解塑料等环保材料。
生物领域：随着生物技术的发展，可以利用微生物或植物将二氧化碳转化为生物质能或有机肥料等。
总之，未来二氧化碳的综合利用将越来越广泛，涉及的领域也将越来越多样化。
同时，随着技术的进步和经济的发展，二氧化碳的利用也将更加高效、环保和经济可行。
全球二氧化碳去除现状、行动举措及未来发展建议
全球二氧化碳去除现状、行动举措及未来发展建议要实现《巴黎协定》的长期温度目标，除了快速减少温室气体排放外，二氧化碳去除（CDR）解决方案也将发挥重要作用。
CDR是指人为活动从大气中捕集二氧化碳，并将其持久地储存在地质、陆地或海洋或产品中，其中包括人为增强生物或地球碳汇的行为，也包括直接空气捕集与封存[1]。
2024年5月，由德国墨卡托全球公域和气候变化研究所、英国利兹大学、奥地利国际应用系统分析研究所等机构组成的国际研究团队指出，目前各国的CDR计划将无法实现《巴黎协定》的1.5℃温控目标[2]。
6月，英国牛津大学牵头发布的《二氧化碳去除现状》报告指出，目前的CDR水平较低，需要增加CDR创新活动，并扩大其规模[3]。
基于以上最新研究进展和报告，结合近期相关政策部署，本文梳理了全球CDR现状、主要国家和地区CDR行动举措、未来CDR差距及其发展建议。
一、全球CDR现状《二氧化碳去除现状》报告从研发与示范（包括研究资助、科学论文、专利申请、示范项目）以及去除水平等方面，评估了全球CDR 现状。
1、全球CDR研发与示范现状（1）CDR研究资助快速增长，CDR方法呈多样化趋势。
2000—2022年，CDR研究资助项目（主要来自研究委员会、基金会和部委等公共资助机构）从35项增加到1160项，研究经费从500万美元增加到1.9亿美元左右。
其中，2013—2022年的研究经费占74%，每年增长14%。
2000—2022年，几乎70%的CDR研究资助项目集中于土壤固碳（35%）和生物炭（33%）。
随着时间的推移，研究资助呈现多样化趋势：活性生物炭和土壤固碳项目的占比在2022年分别下降到30%和22%，而直接空气捕集与封存（DACCS）、泥炭地恢复、沿海湿地恢复、增强岩石风化和结合碳捕集与封存的生物能源（BECCS）项目的占比分别增加11%、8%、7%、5%和5%。
在研究经费方面，虽然土壤固碳（22%）和生物炭（17%）占比较大，但BECCS（18%）和DACCS（21%）等新型CDR方法的占比也较大。
二氧化碳封存与利用技术的发展与前景分析
二氧化碳封存与利用技术的发展与前景分析随着全球工业化和能源消耗的增加，二氧化碳的排放量快速增长，给全球变暖和气候变化带来了严重的风险。
因此，寻找和发展二氧化碳封存与利用技术已经成为降低二氧化碳排放的重要途径之一。
本文将讨论二氧化碳封存与利用技术的发展现状、关键技术以及未来的前景。
首先，二氧化碳封存技术是指将二氧化碳气体捕获并封存在地下或其他储存设施中，防止其进入大气中。
目前已经发展的二氧化碳封存技术主要包括地质封存和海洋封存。
地质封存技术是指将二氧化碳气体封存在地下深层地层中，如油气田和岩石层。
海洋封存技术则是将二氧化碳气体封存在海洋中，如深海水和沉积物。
这些封存技术都需要确保封存储存设施的安全性和环境可持续性。
其次，与二氧化碳封存技术相对应的是二氧化碳利用技术。
二氧化碳利用技术是指将捕获的二氧化碳气体转化为有用的化学品或能源，从而实现资源的循环利用。
目前已经发展的二氧化碳利用技术主要包括碳捕获利用储存（CCUS）、电力化学和合成燃料技术。
碳捕获利用储存技术将捕获的二氧化碳转化为化学品或燃料，用于工业生产或汽车燃料。
电力化学技术通过将二氧化碳转化为电力或电池储存，实现能源的可持续利用。
合成燃料技术则将二氧化碳转化为合成燃料，如合成天然气或合成石油。
然而，在二氧化碳封存与利用技术的发展过程中仍然存在一些挑战和难题。
首先，技术成本是目前的主要限制因素之一。
二氧化碳封存与利用技术的设备和设施非常昂贵，需要大量的资金进行研发和建设。
其次，二氧化碳封存与利用技术的规模还相对较小，无法实现大规模应用和商业化。
此外，二氧化碳封存与利用技术对环境的影响还需要进一步研究和评估，以确保其长期的可持续性和环境友好性。
然而，尽管存在一些困难和挑战，二氧化碳封存与利用技术仍然具有广阔的发展前景。
首先，随着国际社会对气候变化问题的关注不断增加，各国政府和企业对二氧化碳减排的需求也在增加。
这将为二氧化碳封存与利用技术提供更多的投资和合作机会。
二氧化碳利用技术现状及未来发展趋势
二氧化碳利用技术现状及未来发展趋势二氧化碳利用技术是指将二氧化碳转化为有用产品或储存起来，以减缓其对全球气候变化的影响。
目前，二氧化碳利用技术已经取得了许多重要的进展，但仍面临一些挑战。
本文将对二氧化碳利用技术的现状和未来发展趋势进行探讨。
首先，现有的二氧化碳利用技术主要包括碳捕集、碳储存和碳转化。
碳捕集是指将二氧化碳从源排放气体中捕集出来，在能源和工业领域广泛应用。
碳储存则是将捕集的二氧化碳储存起来，以防止其进入大气中。
碳转化是将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，以降低碳排放和提高资源利用。
目前，碳捕集技术已经商业化，并在一些发电厂和能源设施中得以应用。
例如，化石燃料电厂和钢铁厂可以使用被称为“后燃烧”技术的碳捕集技术，将从烟囱中排放的二氧化碳捕集出来。
此外，也有一些新兴的碳捕集技术，如化学吸收技术和膜分离技术，正在不断发展并被应用于其他行业。
至于碳储存技术，目前主要有地下储存和海洋储存两种方式。
地下储存是将二氧化碳注入地下岩层中，以永久地储存起来。
目前，地下储存已经在一些地方得到了应用，如挪威的斯诺维特气田。
海洋储存则是将二氧化碳注入海洋深处或通过化学反应将其转化为无害物质，但目前海洋储存技术还存在着一些环境和生态风险，需要更多的研究和评估。
在碳转化技术方面，有很多研究致力于将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料。
例如，使用光合作用将二氧化碳和水转化为燃料，如氢气和甲醇。
此外，也有一些研究致力于将二氧化碳转化为高分子化合物，如聚合物和纤维素。
这些研究为实现二氧化碳的循环利用提供了重要的理论和实践基础。
未来，随着全球对气候变化的关注不断增加，二氧化碳利用技术将得到进一步的发展和应用。
首先，需要加大对二氧化碳捕集和储存技术的研究，以提高其效率和降低成本。
其次，需要加强对碳转化技术的研发，以找到更多的途径将二氧化碳转化为有价值的产品。
此外，还需要制定相关政策和法规，鼓励企业和机构投资于二氧化碳利用技术，并建立全球合作机制，推动技术的推广和应用。
二氧化碳捕集与利用的研究现状与展望
二氧化碳捕集与利用的研究现状与展望在当今社会，气候变化已成为全球面临的重要问题之一。
而二氧化碳是其中的关键因素。
二氧化碳是一种透明、无色、无味、对人体和动植物无害的气体，但它对环境的影响却是非常巨大的。
据统计，全球每年的二氧化碳排放量已达到40亿吨，而这一举措越来越引起人们的关注。
在这种情形下，二氧化碳捕集与利用的相关研究逐渐引人关注。
1. 二氧化碳捕集技术的先进二氧化碳捕集技术顾名思义是指捕集二氧化碳。
二氧化碳捕集技术的基本原理是将二氧化碳分离出来，从而阻止其进入大气层。
二氧化碳捕集技术主要有物理吸收法、化学吸收法、膜分离法等。
目前，二氧化碳捕集技术在工业领域得到了广泛应用。
例如，石油、化工、钢铁、水泥等工业行业中，二氧化碳捕集技术在减少工业二氧化碳排放中起着重要作用。
不断提高的捕集技术水平使得工业企业在增加生产的同时，不至于对环境造成过度危害。
2. 二氧化碳利用之途随着二氧化碳捕集技术的不断发展，二氧化碳如何被合理利用也成为研究的重点。
人们已经发现，二氧化碳可以用于新材料、新能源、新化工等领域。
2.1 二氧化碳用于新能源领域通过把二氧化碳转化为燃料，不仅可以减轻资源的压力，还可以有效地减少污染物的产生。
目前科学家们正在研究利用二氧化碳生产燃料电池和生物质燃料，进一步提高利用率。
2.2 二氧化碳用于新材料的制备二氧化碳可以用于生产聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚醚等高分子化合物。
这种制造材料的方法被称为化学催化或光催化法。
二氧化碳被吸收，从而减少了它在大气中的含量，同时又使得它不断产生新的物质价值。
2.3 二氧化碳在新化工领域中的应用在新化工领域中，二氧化碳能够作为催化剂，使得化学反应更加方便快捷，例如用于制备超临界二氧化碳载体等。
3. 二氧化碳捕集与利用在未来的展望虽然二氧化碳捕集和利用的技术已经有了一定的进展，但仍存在一些挑战。
例如，如何降低捕集和利用过程的成本，如何提高利用效率，如何进一步推动技术创新等问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综述评论国内外二氧化碳的利用现状及进展魏晓丹(北京市氧气厂 北京 100022)介绍了国内外二氧化碳的利用现状及其进展情况,并就二氧化碳的应用提出了一些看法。
关键词:二氧化碳 利用 现状 进展1 前 言以气、液、固三种状态存在的,直接作为产品的二氧化碳,在工业和国民经济的各部门具有广泛的使用价值。
据统计全世界各种矿物燃料(如煤、石油、天然气)燃烧排放到大气中的二氧化碳量达到185～242亿t/a,而被利用的年消费量不足1亿t/a,不仅造成了二氧化碳资源的浪费,而且加剧了人类赖以生存的地球温暖化倾向。
美国气象局测量表明,空气中二氧化碳含量每5年提高1.36%,预测到2030年大气中二氧化碳含量将翻一番,致使地球平均温度升高 1.5～4.5℃。
因此控制二氧化碳排放量,对其排放的二氧化碳的回收、固定、利用及再资源化,已成为世界各国特别是发达国家十分关注的问题。
英、美、德、日等国已经制定了一定的对策和措施对二氧化碳综合利用,并取得很大成效。
我国对二氧化碳的研究工作起步较晚。
为了解决能源紧张,消除污染,大力开展二氧化碳资源的开发利用,具有现实意义和广阔的前景。
2 二氧化碳的主要物化性质二氧化碳是一种无色、无臭、无味、无毒和不助燃的气体。
在空气中体积占0.03%,比重高于空气,相对密度为1.0310 (20/4℃),水溶液呈弱酸性。
液态二氧化碳为无色、无味的透明液体,大气压下不存在,压力必须在0.518M Pa以上才会存在,二氧化碳的临界温度是31.1℃,临界压力为7.38M Pa。
温度高于31.1℃时,无论怎样加压也无法液化。
压力小于0.518M Pa,液体二氧化碳会变成固态二氧化碳(干冰)和气态二氧化碳。
固态二氧化碳直接升华而不熔化, 1大气压下的升华温度为-78.5℃。
干冰同乙醚、氯仿或丙酮等有机溶剂所组成的冰膏温度可低到-77℃,在实验室工作中可用于低温冷浴。
压力为0.518M Pa,温度为-56.6℃时,气、液、固态二氧化碳同时存在(三相点)。
3 二氧化碳的四种分离回收工艺比较二氧化碳是潜在的碳资源,无论是天然的二氧化碳气藏,还是各种炉气、尾气、副产气,都必须进行分离回收和提浓,才能合理利用。
工业上分离回收二氧化碳的方法有溶剂吸收法、低温蒸馏法、膜分离法和变压吸附法以及这些方法的组合应用。
溶剂吸收法中包含有物理吸收法和化学吸收法,适用于处理气体中二氧化碳含量较低情况,其分离效果良好,可获得浓度高达99.99%的二氧化碳。
但该工艺投资费用大,能耗较高,分离回收成本高;蒸馏工艺适用于高浓度(CO 2含量60%)情况。
该工艺设备投资大,能耗高,分离效果差,成本也高。
一般情况不太采用;变压吸附工艺(PSA 法),工艺过程简单,能耗低,适应能力强,无腐蚀问题。
但二氧化碳的回收率比较低,适用于二氧化碳浓度比较高的情况。
由于吸附容量有限,需大量吸附剂,再生解吸频繁,为了大规模工业化生产,要求自动化程度较高,才能实现连续生产;膜分离工艺装置简单,寿命长,操作方便,技术先进,能耗低,效率高,经济合理,投资为吸收塔的50%,但很难得到高纯度的二氧化碳。
若将膜分离法与化学吸收法相互组合成一个新工艺,前者做粗分离,后者精分离,其分离回收二氧化碳的成本最低。
随着高功能膜技术的开发,膜分离回收的成本将进一步降低。
也是分离回收二氧化碳最有发展前途的工艺技术。
不同二氧化碳分离方法,对于二氧化碳浓度的经济范围见图1。
图1 二氧化碳回收处理的经济范围不同二氧化碳分离方法,对于其分离成本比较见图2。
图2 二氧化碳分离经济性注:数据是参考Goddin 的工艺数据,修正了公用工程等条件。
4 国内外二氧化碳气源及利用状况二氧化碳的气源及含量见表1。
表1 二氧化碳气源与含量序号二氧化碳来源含量/%(V /V)1天然气田气80～902合成氨副产气98～993石油炼制副产气98～994发酵工业副产气95～995乙二醇生产副产气916石灰窑尾气35～457炼钢副产气18～218燃煤锅炉烟道气18～199焦炭及重油燃烧气10～1710天然气燃烧烟道气8.5～104.1 国外二氧化碳概况4.1.1 二氧化碳来源美国二氧化碳气体来源大致为(1)合成氨厂副产;(2)炼油厂等制氢副产;(3)乙醇生产厂副产;(4)石油化工生产(环氧乙烷、磷酸盐、酸中和);(5)天然气气井、天然气加工副产。
西欧国家以德国为例,二氧化碳气体来源主要是天然气井分离的二氧化碳和合成氨厂副产。
日本二氧化碳气体来源为(1)重油脱硫用的制氢工厂副产;(2)合成氨工厂副产;(3)高炉炼铁副产;(4)环氧乙烷工厂副产;(5)啤酒、威士忌酒生产的副产。
4.1.2 二氧化碳利用状况回收的二氧化碳中,约40%用作生产其它化学品(如尿素和甲醇)的原材料,约35%用于提高油田采收率(用富二氧化碳天然气井的气体),约10%用于制冷,5%用于饮料碳酸化,其它应用占10%。
1993年美国二氧化碳消费量为 5.1×106t,年增长率为3%～4%,1995年增长5%。
在二氧化碳消费量方面,西欧是美国的1/3,日本是美国的1/15,东欧为100万t,远东为50万t,发展中国家为50万t。
在发达国家中,如美国液体二氧化碳和干冰广泛用于食品加工、饮料和化工,这些部门分别占总消费量的51%,18%,10%。
食品加工是液体二氧化碳的最大用户,主要用于食品的保鲜、运输冷藏和加工。
另据世界化学年鉴报道,美国二氧化碳的消费结构为制冷40%,饮料20%,化学品10%,金属加工10%,提高石油采收率10%,其它10%。
西欧的二氧化碳市场分配为气体占72.6%,液体24.2%,固体3.2%。
液体二氧化碳和干冰的消费量比美国少,但消费结构与美国相似,具体来看,首位是饮料占50%,其次是食品加工占18%,用于焊接8%。
干冰主要用于运输食品冷冻占79%。
近几年,西欧液体二氧化碳与干冰的消费增长率为3%～4%/年。
日本液体二氧化碳与干冰的消费结构与美国、西欧不同,主要用于焊接占44%,干冰用于冷冻剂,保鲜剂各占20%,60%用于医药、药物和消防等。
4.2 国内二氧化碳概况4.2.1 二氧化碳来源我国二氧化碳来源为(1)发酵装置(如酒精厂、啤酒厂)排放废气;(2)合成氨厂脱二氧化碳工序排放气;(3)制氢装置副产气;(4)火段烧石灰石的窑气;(5)石油化工产品副产。
此外我国在10多个省的30多个地区发现了高含二氧化碳的气田或天然气藏。
见表2。
表2 我国高含二氧化碳的气藏地 区二氧化碳含量/%(V/V)江苏泰兴二氧化碳气田99.88江苏北部黄桥地区80～90安徽天长地区深4井99山东胜利油田滨南地区70～75广东南海水深9号井99.5广东三水盆地北部5-9井95以上其中江苏北部黄桥地区的大型二氧化碳气田储量在1000亿m3,纯度>99%,生产井的井口压力高达8.6M Pa,二氧化碳产出时即为液体,开采和使用极为方便。
4.2.2 二氧化碳利用状况我国近年来开发出许多天然气源,但由于技术落后,利用量仅为2～3万t/a,而液体二氧化碳和干冰应用的传统市场为碳酸饮料和焊接。
焊接领域由于造船、铸造方面发展及对质量的要求,其对二氧化碳需求量逐年增加,由前几年的5%,上升到40%左右。
而碳酸饮料方面,由于国外气体公司进入中国市场,建立合资企业,其需求量也增加。
5 二氧化碳的应用世界各国的工业化进程促使空气中二氧化碳浓度剧增,限制其排放,必然影响工业发展,而且二氧化碳本身既是资源,又是引起地球温度变暖的原因,因此,兼顾工业发展和环境保护,综合治理和利用二氧化碳已引起世界各国科学家的关注,近年来,国内外专家和学者进行了无数的开拓和研究,已取得明显的进展。
5.1 液体二氧化碳及干冰5.1.1 烟丝膨胀技术烟丝膨胀技术近几年来发展很快,引起了烟草业的普遍关注,成为卷烟厂技术改造的重点。
我国已有多家烟厂采用此项技术。
二氧化碳用于烟丝膨胀技术,可提高烟丝质量,还可节省烟丝约5%～6%,降低成本。
据文献报道,每箱香烟需耗用烟丝50kg,用干冰进行膨化,每箱香烟可节省烟丝 2.5～3.0kg。
1989年意大利COM AS公司改二氧化碳液体浸渍为对烟丝均匀喷洒干冰的工艺,对减少二氧化碳的消耗、热能的消耗及烟丝的造碎都有良好的效果。
此工艺将加速干冰在烟草行业的应用。
5.1.2 代替氟氯烃用于塑料发泡剂由于在1999年底全部停止生产和使用氟氯烃,因此寻找其替代品成为世界各国有关科技工作者紧迫的课题,二氧化碳就是其中一种。
美国道塑料公司多年来一直研究用100%二氧化碳代替氟氯烃作发泡剂,以生产聚苯乙烯泡沫塑料,该工艺专利已于1995年10月获得批准。
5.1.3 二氧化碳气体保护焊二氧化碳电弧焊与其它焊接方法相比,具有焊接成本低;生产率高;焊接变形小;适用范围广等优点。
是一种高效节能新工艺,我国重点推广的技术项目之一。
5.1.4 食品的冷藏保鲜干冰温度低,常压下为-78.5℃,干冰升华后不留湿,且升华的二氧化碳将食物与空气隔离,抑制细菌的繁殖,使食品速冻和冷藏,发展相当迅速。
在盛装食品或蔬菜、水果的特制塑料袋里放上一些干冰,密封后可较长时间保存,即方便又卫生。
5.1.5 冷藏运输使用干冰制冷,由于干冰致冷量约为一般冰块的1.8倍,因此冷藏等量的食物所需干冰的量少得多。
干冰汽化后为二氧化碳气体,不腐蚀铁轨,可使食物防腐保鲜。
5.1.6 植物气肥二氧化碳可作覆盖植物的气肥,提高光合作用效率,使作物早熟,产量提高,品质改良。
在二氧化碳浓度高的地方稻谷可增产25%。
在塑料薄膜大棚里蔬菜增产近3倍。
北京化工实验厂与北京朝阳区十八里店蔬菜试验站合作在温室大棚内进行直接施放瓶装二氧化碳以促进蔬菜增产,初步获得成功。
据介绍,西红柿、黄瓜、茄子增产率10%～30%,可使蔬菜提前上市3～7天。
5.1.7 杀菌气杀菌气是底气为二氧化碳或氟里昂-12与环氧乙烷的混合物,用于医疗器械物品、皮毛、食品、文物、证券等消毒灭菌。
不燃不爆使用简便。
可彻底杀灭细菌、微生物、病毒、虫卵、芽胞等。
5.1.8 液体二氧化碳及干冰的其它用途液体二氧化碳还可作为原皮保藏剂;气雾剂、驱雾剂、驱虫剂;中和含碱污水;含氰废水解毒剂;作为水处理的离子交换再生剂。
此外,干冰还用于人工降雨、消防灭火、轴承的装配、染料生产、低温试验和粮食保存等。
近年来,国外对干冰的开发应用发展迅速,新开拓的应用领域有如下5种:木材保存剂、爆炸成型剂、混凝土添加剂、核反应堆净化剂、冶金操作中灰尘遮蔽剂。
5.2 超临界二氧化碳5.2.1 食品工业—超临界萃取国外,工业上已广泛采用超临界二氧化碳来萃取咖啡豆中的咖啡因,效果极佳,不仅工艺简单,而且选择性好,只除去咖啡因,不影响咖啡质量。
所萃取的纯咖啡因又可用于制造可口可乐饮料。