二氧化碳的回收及再利用-精品文档

二氧化碳的回收及再利用一、二氧化碳是全球气候变暖的主要因素全球气候变暖，本来是一个学术性的一个问题，但西方发达国家的元首们却会就这样一个技术问题举行多边会议，专题讨论全球气候变暖。

这些年来，由于气候变暖，引发了众多的自然灾害，如气候异常，冰山融化，泥石流、洪水，干旱、地震、海啸等等。

这就说明，全球气候变暖，已经引起了世界很多国家的高度重视。

二氧化碳（C02）因为是很稳定的物质，所以它的反应性很低，也就是造成全球气候变暖的主要因素。

这些年来，世界经济正强劲增长。

科技突飞猛进的发展大大提升了人类的生活质量，城市化、全球化迅速扩张，这一切将推动着巨额的能源消费。

由此，也导致了无节制地向大气排放二氧化碳等温室气体，导致全球气候变暖，对地球生态环境产生了深远的负面影响，也相应地产生了大量的工业污染、废气等。

植被被大量的破坏，生态平衡被打破。

能源专家预测，到2030 年全球二氧化碳的排放量可能超过380 亿吨，由此引发的温室效应将严重威胁人类的生存，二氧化碳减排和合理利用已经成为世界性课题。

二氧化碳的产生是多方面的，也是比较复杂的，但主要是通过燃烧、发酵等工艺过程产生。

比如，植物、煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳。

在啤酒饮料的生产过程中，麦芽发酵产生二氧化碳的成分占全部气体的99％以上总体而言，发展中国家源于土地用途改变、林业和农业的温室气体排放量占其温室气体排放总量的一半以上。

我国目前排放的二氧化碳近40 亿吨，随着新建火力发电厂、水泥厂和煤化工项目及食品饮料行业的增加，二氧化碳排放量仍将持续增加。

在众多的二氧化碳产生的途径中，燃煤电厂是二氧化碳排放的大户，据不完全统计，在二氧化碳排放量中，燃煤电站二氧化碳气体的排放约占50—55%。

二氧化碳有其危害性的一面，但也有其有益的一面。

随着科学技术的发展，其利用价值和使用范围正迅速扩大，变废为宝的二氧化碳利用新途径正在受到人们越来越多的关注，因此，如何大力度开发二氧化碳潜在的巨大市场，并注重二氧化碳捕集、提纯与回注技术的研发，以实现应用领域的实质性拓展，是一个保护环境、造福子孙万代的重要课题。

二、二氧化碳的回收和处理以回收净化啤酒生产工艺过程中因发酵产生的二氧化碳为例：首先利用物理原理，去掉气体中的泡沫，用压缩机将气态二氧化碳的压力升至2MPa然后通过吸附原理，去掉气体中的醛类、醇类、有机酸和微量硫化氢等杂质，再采用干燥的方式。

去掉气体中的水分。

最后通过制冷换热的方式，将干燥的二氧化碳气体的温度，冷却到零下20度，这个过程也是除去二氧化碳中不凝性杂质气体的过程，进一步提高二氧化碳的纯度。

这时的二氧化碳就是液体状态，纯度超过了99.9 ％，完全达到了食品行业和医疗行业的使用标准。

液体二氧化碳非常便于运输和储存。

燃煤电站在发电过程中，产生大量的二氧化碳。

据北京热电厂公布的资料，该厂建有4 台热电联产机组，总装机84.5 万千瓦，平均热效率高达60％以上。

由于采用了国际最先进的脱硫技术，脱硫后二氧化硫排放浓度由400 毫克／标准立方米左右减少到50 毫克／标准立方米以下，烟尘排放浓度由16.5 毫克／标准立方米减少到10 毫克／标准立方米以下，优于欧洲发达国家水平。

工程建成后年减排二氧化硫9000 吨，降低了90％，环保效果十分明显。

目前，啤酒饮料生产行业的二氧化碳，基本上做到了100％的回收和利用。

对燃煤电站行业二氧化碳排放量的估算，一年排放的二氧化碳就大约25 亿吨。

如果我国燃煤电站有一半采用二氧化碳回收设备，那么，仅此一项的年收入将达到数千亿元。

三、二氧化碳的再利用和发展前景二氧化碳的再利用，不仅能够在相当大的程度上减缓全球气候变暖，而且其利用价值相当高，应用范围也迅速扩大，因此，二氧化碳的回收和再利用。

不仅减少了对环境的破坏，更重要的是变废为宝。

二氧化碳的使用范围非常广阔，目前，国内市场上食品级二氧化碳（纯度大于99.9 ％）约1000元一吨。

据统计，我国对二氧化碳需求量随着社会发展现在越来越大了，从以前每年的几万吨，到目前每年约四，五百万吨，而且应用领域正在迅速扩大。

下边着重阐述几个二氧化碳利用的主要的领域。

1.在食品饮料行业的应用据了解，2008年我国对二氧化碳的有效利用达120—150万吨，其中，碳酸型饮料占65—70%,预计未来五年，碳酸饮料行业仍是二氧化碳的主要消费领域。

二氧化碳在食品加工行业的消费包括食品的冷冻、冷藏、灭菌、防霉、保鲜等。

传统的冷冻贮存过程中，食品会因失水，风干、或气化而不新鲜。

而采用二氧化碳保存的方式，可达到不添加任何防腐剂，保持适当低温，便可使水果，蔬菜获得良好的贮存效果，使食品保存期延长并保持其新鲜度。

另外，一些大型超市、机场仓库或冷库已开始采用二氧化碳制冷保鲜。

在现代化仓库里常充入二氧化碳，防止粮食虫蛀和蔬菜腐烂。

对于海产品的保鲜方面，二氧化碳也发挥着巨大的作用。

另外还用作灭火剂，制冷剂，速冻保鲜剂和温室肥料等。

在我国的二氧化碳消费结构中，超市、冷库等用于食品保鲜占5%。

目前相对于世界发达国家，我国在食品行业二氧化碳消费水平还是相当低的。

根据美国可口可乐公司提供的数据，中国饮料年人均消费量仅为美国的1／25，这预示着其市场前景十分广阔。

随着电价的不断上涨，石油价格的攀升，金融危机的阴影慢慢的消退，我国今后在这一领域对二氧化碳的需求也将大幅增长。

2.在化工行业的应用在无机化工行业中，二氧化碳是一种重要的原料，大量用于生产纯碱（Na2CO3）小苏打（NaHC03）尿素［CO（NH2）2］、碳酸氢铵（NH4HCO3、颜料［Pb（0H）2 2PbCO3］等。

在有机化工行业中，二氧化碳可作为新的碳源，生产一系列有机化工产品，如通过二氧化碳转化CO继而发展羰基合成碳―化学工艺；直接以二氧化碳为原料合成乙醇、甲醇、碳酸二甲酯、苯乙烯、双氰胺、碳酸丙烯酯、甲酸及其衍生物、乙烯等，以及以二氧化碳为羧化剂制成的水杨酸、对羟基苯甲酸等。

二氧化碳降解塑料作为环保产品和高科技产品，正成为当今世界瞩目的研究开发热点。

在我国二氧化碳消费结构中，碳酸二甲酯与降解塑料加工占10％。

目前我国在二氧化碳基聚合物研发领域的绝对优势，为其产业化发展提供了良机。

这类产品不仅能将工业废气二氧化碳制成对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。

从水泥窑尾气中提取二氧化碳，作为原料用于全降解塑料生产，这个技术的发明，将为大规模综合利用二氧化碳开辟一条重要途径。

3.在石油开采领域的应用在石油开采中利用二氧化碳，可以提高石油的开采率。

在我国二氧化碳消费结构中，油井注压采油占4％。

将二氧化碳注入油藏可以提高原油采收率，将二氧化碳注入原生及附近气田可以增加气体采收率，以及将二氧化碳注入煤田增加甲烷采收率等。

我国利用二氧化碳采油技术的研究发展较晚，但已经见到明显效果，如利用油田自产的高纯度二氧化碳进行注压采油，使得采油率提高了13—17%，说明我国在这一领域的研发技术取得了重大突破，前景非常广阔。

英法等发达国家，都在潜心研究，希望使用二氧化碳来多开采石油，并将二氧化碳保持在地下采空的地层中，从而达到延长开采寿命，降低温室气体水平的目标，而且提高石油回收能够部分抵消储存二氧化碳的成本。

向石油层注入二氧化碳从而降低原油的粘度，提高其流动性，从而更为容易开采，还可以降低成本。

挪威的石油公司已经在挪威大陆架 1 000米之下的沙岩中商业贮藏了二氧化碳，创世界第一。

4.在农业方面的应用二氧化碳是植物进行制造有机物质的重要原料。

大气中的二氧化碳，通过植物的光合以有机碳的形态固定下来，同时，通过氧化过程，又将有机碳氧化，以二氧化碳的形式不断地释放到大气中去。

尤其是在塑料大棚种植方面，向温室作物输送二氧化碳可以提高其生长速度和质量，因为蔬菜的光合作用就需大量的二氧化碳。

二氧化碳气施肥技术是日光温室蔬菜生产中的一项投资少、见效快、效益显著的增产措施。

5.在烟草行业的应用采用纯度大干99.9 ％的二氧化碳进行烟丝膨化，其优点是提高了烟丝的膨化率，降低了生产成本，降低了烟气中焦油和尼古丁的含量，改善了吸烟者的口感，克服了已有技术中耗能高、气源贵、回收困难的缺点，并且对环境无污染，而且每箱香烟可节约近3 千克的烟丝原料。

在我国二氧化碳消费结构中，烟丝膨化约占5％。

6.二氧化碳超临界萃取技术该技术作为一种新型低成本、易分离萃取技术，越来越受到人们的青睐。

超临界二氧化碳流体萃取分离过程的原理，是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。

在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。

当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界二氧化碳流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。

二氧化碳超临界萃取技术，是二氧化碳应用的另一个广阔领域。

目前在中药、食品、香料、石油化工、生物化工、环境化工等方面已取得突破性进展。

7.在工业领域的应用二氧化碳保护焊是一种高效的焊接手段，与手工电弧焊相比可提高工效1〜2倍，节省电耗，是我国重点推广的技术项目之一。

在我国二氧化碳消费结构中，二氧化碳保护焊占6％。

尤其是最近几年，船舶工业、汽车工业的高速发展，带动了二氧化碳保护焊的大量应用，尤其是二氧化碳和氩气混合气体保护焊技术的开发与应用，不仅扩大了二氧化碳气体保护焊的应用范围，而且克服了二氧化碳气体保护焊热量分散、焊点大、焊接处易变形等不足，这必将推动该领域对二氧化碳需求的快速增长。

综上所述，二氧化碳的回收技术和再利用的领域，随着科学技术的飞速发展，也在迅猛地提高和扩大，更有着无限广阔的市场前景。