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        2019年3月25日星期一
        新闻中心
        工?#30899;?#26415;
        变压吸附脱除二氧化碳

        变压吸附脱除二氧化碳

        1 前言 
            气体产品作为现代工业重要的基础原料主要用于冶金钢铁石油化工电子玻 璃建材建筑食品机械医疗等领域具有重要的战略地位国外一般与供电供水一样作为投资环境的基础设施列为公用事业行业作为国民经济的基础行业是工业的 血液
            近年来随着国民经济?#30446;?#36895;发展我国的气体行业发展迅速气体产品市场不断扩大气体工业年增长率达12%目前全国气体产品市场年销售额约为250亿元到2002年将达到280亿元气体行业对新技术的应用?#32422;?#22823;型先进设备的引进使国内很多大型机组达到了国际先进水平变压吸附气体分离技术膜分离技术的广?#21644;?#24191;应用充分体现了我国工业气体行业正逐步走向成熟 
            CO2化学自20?#20848;?0年代以来已引起世界各国特别是工业发达国?#19994;?#26222;遍关注据统计全世界各种矿物燃料煤石油天然气燃烧排放到大气中的CO2量达到185242亿吨年而其利用尚不足1亿吨年CO2的大量排放不仅造成资源?#31995;?#28010;费而且作为一种主要的?#29575;?#25928;应气体引起的环境公害举世瞩目美国英国和德国都研究制定了 队排放制度日本则加快了CO2综合利用方面的研究计划用10a时间建立起以CO2为化工 原?#31995;?#29420;立工业体系我国随着工业发展CO2的排放量也在逐步上升1986年已达532.3 106t?#38469;?#30028;排放量的10%排在第三位因此加快CO2的研究已显得日益必要和迫切
        2  二氧化碳的用途
            CO2在常温常压下是无色无臭的气体由于它在常温下加压即可液化或固化安全无毒使用方便因此用量逐年增加应用?#27573;?#19981;断扩大早在19?#20848;?0年代国我就开始将CO2用于合成有机化合物灭火致冷金属保护?#38468;ӡ?#21046;造充气饮料灭菌等 
        2.1 CO2在化工合成?#31995;?#24212;用 
            CO2除了成熟的化工利用例如合成尿素生产碳酸盐阿司匹林制取脂肪酸和水杨 酸及其衍生物等以外现在又研究成功了许多新的工艺方法例如合成甲酸及其衍生物合成天然气乙烯丙烯等低级烃类合成甲醇壬醇草酸及其衍生物丙酯及芳烃的烷 基化合成高分子单体及进行二元或三元共聚制成了一系列高分子材?#31995;x?#21478;外利用CO2代替传统的农药作杀虫剂也在研究之中
        2.2 CO2在农业?#31995;?#24212;用 
            作为一种廉价的原料CO2可用于蔬菜瓜果的保鲜贮藏目前CO2气调冷藏已在欧美日本澳大利亚等国家用于苹果梨柑桔和一些热带水果的贮藏CO2也能用于粮食的贮藏它比通常所用的蒸蒸剂效果更好把CO2引入蔬菜?#29575;b?#33021;增加蔬菜的生长速度缩短其生长周期提高?#29575;业?#32463;济效益用飞机将于冰撒入云层施行人工降雨能解决?#29028;?#26080;雨庄稼失收的问题
        2.3 CO2在一般工业?#31995;?#24212;用
            CO2是很好的致冷剂它不仅冷却速度快操作性能好不浸湿产品不会造成二次污染而且投资少人力省利用CO2保护电弧?#38468;?#26082;可避免金属表面氧化又可使?#38468;?#36895; 度提高9倍最近美国制成了不受烟砂石?#33073;?#38654;妨碍能够正确测定距离的CO2激光测距 器CO2在石油工业?#31995;?#24212;用已较成熟这首先体现在提高石油的采油率上CO2作为油田注入剂可有效地驱油另外CO2用作油田洗井用剂效果也十分理想目前地热资源是 能源开发的重大课题低温和?#31995;?#28201;区的地下?#20154;?#26368;多而且没有得到充分利用其最大难题是利用地下?#20154;?#21457;电时的工作介质不理想国际上用氟里昂和异丁烷所进行的试验都证明 没有希望然而用CO2作工作介质利用?#31995;?#28201;地下?#20154;?#36164;源来发电已在罗马尼亚研究成功并转入国家发电网
        2.4 CO2用于超临界萃取 
            超临界CO2流体由于具有与液体相近的密度而粘度只有液体的l%扩散系数是液体的100倍所以它的萃取能力?#23545;?#36229;过有机溶剂更为理想的是控制条件就可定向分离选定 的组分可在常温和?#31995;?#21387;力下工作没有毒性和发生爆炸的危险使用时不但有很好的工作性能而且可有效地浸出高?#26800;?#39640;粘度热敏性物质超临界CO2萃取同前已在大规模 生产装置中获得应用的有从?#33529;?#20013;提取有效成分从咖啡中脱除咖啡因从石油?#24615;?#27833;中 回收各种油品从油料种子中萃取油脂等 
        3  生产方法
            目前常见的富CO2气源有变换气油田伴生气食品发酵气石?#21307;?#27668;高炉气转炉气烟道气甲醇裂解气等见附表所示含CO2气源中通常都含有硫化物氮氧化物H20烃类等杂质用作饮料添加剂或化工合成原料都要求其中杂质含量很低因此CO2的分离提 纯技术是CO2化学发展的基础也是地化学发展的关键问题之一工业上分离提纯CO2的方法有低温蒸馏法膜分离法溶剂吸收法和变压吸附法PSA等

                                             附表   CO2气源与含量

        二氧化碳

        气源

        天然气

        田气

        合成氨

        副产气

        石油炼制

        副产气

        发酵工业

        副产气

        乙二醇

        生产副产气

        炼钢

        副产气

        ?#27982;?#38149;炉

        烟道气

        焦炭及重油

        燃烧气

        天然气

        燃烧

        烟道气

        石?#20057;?/span>

        尾气

        含量V%

        80~90

        98~99

        98~99

        95~99

        91

        18~21

        18~19

        10~17

        8.5~10

        15~45


            3.1 低温蒸馏法 
            本法由于设备庞能耗较高分离效果?#21916;?#22240;而成本较高不适应中小规模的生产一般适用于油田开来现场生产无硫CO2产?#20998;?#25509;注入油井以提高采油率 
            3.2膜分离法和溶剂吸收法
            膜分离法具有装置简单操作方便能耗?#31995;?#31561;优点是当今世界上发展较迅速的项节能型气体分离技术但是膜分离分离法的缺点是很难得到高纯度的CO2为了得到高纯 度的CO2它必须与溶剂吸收法结合起来前者用于粗分离后者做精分离工?#21344;?#20854;复杂 
            3.3变压吸附法PSA法 
            PSA法具有工?#23637;碳?#21333;能耗低适应能力强自动化程度高技术先进经济合理等优点 
            CO2在物理吸附剂上表现出与其它气体具有更强的吸附能力变压吸附法就是利用这种吸附能力的差异达到从混合气中分离提纯不同纯度的CO2的目的 
           含CO2混合气体首先进入预处理工序先将混合气中的硫化物氮氧化物H20高烃类等具有更强吸附能力的吸附质脱除然后再进入变压吸附工序从吸附相中得到纯度较高的CO2气体?#26376;?#36275;工业需要最后通过提纯工序可得到纯度更高的液态固态CO2产品 
        4  市场展望 
            在发达国家中CO2广泛应用于各个领域在北美市场划分为食品冷冻和制冷40%饮料碳化20%化学品的生产10%冶金10%其它20%意大利目前市场划分为饮料碳化20%废水处理23%食品冷冻13%?#38468;?0%其它28% 
            目前CO2?#21496;?#28040;耗为北美18kg/a意大利2.2kg/a国外饮料企业如美国百事可乐可口可乐公司已在中国安家落户
            国内饮料业的发展也非常迅速?#28909;?#22269;内最大的CO2市场广东省年消耗量约5万t/a 市场需求预测在五年内增加至8万t/a左右?#20848;?#22312;未来五年平均增长率为10%这些都?#24471;?#25105;国的CO2市场看好同时对CO2产品的质量要求越来越高食品级CO2的生产也就成了 热门话题 
            随着加入WTO的临近CO2保护焊机的大量引进对CO2市场的需求也?#25512;?#22312;眉切同 时钢炉底吹气将由成本很高的氮气改为廉价的CO2气?#32422;澳?#31859;技术的大量推广势必带动合 成纳米所必需的原料气CO2等等因此发展好当今的CO2市场是气体市场的首选 
           CO2作为化工单元的中间体在催化有机合成方面已被得到大量开发例如合成环内酯?#20154;?#31867;甲酰胺类烃类化合物高分子聚合物等而其在国内市场还未被广?#21644;?#24191;主要 由于CO2的?#25442;?#27900;性需要不用高温高压或使用催化剂才能反应但发达国家都已投入大量的人力和物力开发CO2化学一些国家已取得了不少成就早在20?#20848;?0年代日本就投入230亿日元企图建立以地为碳源利用太阳能以CO2为储藏形式的独立工作体系这一计划正在实施中因此完全有理?#19978;?#20449;在不久的将来地将成为煤石油和天然气的代用品为人类造福

        ?#20122;?#38142;接海川论坛|马后炮论坛|好123|管理?#27604;?#21475;
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