二氧化碳的回收與利用

王賀　吳秋穎

摘 要：我國化工業(yè)發(fā)展迅速，在生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，生產(chǎn)排放的廢氣總量也不斷增加，其中二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要因素之一。對(duì)于化工生產(chǎn)來說，二氧化碳可以進(jìn)行回收重新利用，不但可以降低對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也可以提高資源利用效率。本文從技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)二氧化碳的回收利用進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：二氧化碳；回收利用；效益

中圖分類號(hào)：TQ116 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

對(duì)二氧化碳進(jìn)行回收利用，是貫徹節(jié)能減排以及資源循環(huán)利用理念的要點(diǎn)。想要提高二氧化碳回收利用效率，就需要結(jié)合其所具有的特征，從技術(shù)角度出發(fā)，分析回收、利用現(xiàn)狀與要求，選擇合適的技術(shù)，進(jìn)行有效分離、回收，最后選擇渠道進(jìn)行重新利用，提高資源利用效率。

一、二氧化碳分析

近年來大氣中二氧化碳含量不斷增加，大多為燃料燃燒后產(chǎn)生，不但會(huì)加劇溫室效應(yīng)，同時(shí)也會(huì)造成資源浪費(fèi)。對(duì)于二氧化碳來說，可以采取有效的回收利用技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，將其重新應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，以及農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，提高資源利用效率，將節(jié)能降耗理念貫徹到底。現(xiàn)在存在的二氧化碳回收利用技術(shù)比較多，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合化工生產(chǎn)具體情況，結(jié)合不同處理技術(shù)特點(diǎn)，提高回收利用效率。

二、二氧化碳回收技術(shù)分析

1 物理吸收技術(shù)

物理吸收技術(shù)的應(yīng)用，需要以低溫高壓條件為基礎(chǔ)，選擇水、聚酯類等作為吸收劑，二氧化碳在溶劑中溶解能力受壓力條件影響較大，這樣便可以通過改變反應(yīng)壓力條件，來達(dá)到二氧化碳分離脫除目的。此種方法應(yīng)用控制要點(diǎn)是選擇優(yōu)良的吸收劑，應(yīng)具有溶解度大、沸點(diǎn)高、無毒且穩(wěn)定等特點(diǎn)。常見物理吸收處理技術(shù)有聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯脂法等，其中聚乙二醇二甲醚法所用吸收劑為聚乙烯乙二醇二甲酯，反應(yīng)條件溫度為261K；碳酸丙烯脂法所用吸收劑為碳酸丙烯脂，反應(yīng)條件壓力應(yīng)控制在1.3MPa以上，且可以同時(shí)脫除硫化氫，一般被用于脫除天然氣或者變換氣二氧化碳。

2 化學(xué)吸收技術(shù)

即利用原料氣與化學(xué)溶劑在吸收塔內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，加入的溶劑吸收二氧化碳，使其成為富液，然后進(jìn)入到解析塔加熱分解后出現(xiàn)二氧化碳，最后完成二氧化碳分離吸收目的。在應(yīng)用化學(xué)吸收技術(shù)分離回收二氧化碳時(shí)，需要重點(diǎn)控制吸收塔與解析塔壓力與溫度條件。對(duì)于化學(xué)吸收技術(shù)來說，所選吸收劑對(duì)溶質(zhì)二氧化碳具有一定選擇性，且所選吸收劑應(yīng)具有高穩(wěn)定性，不易揮發(fā)，不會(huì)從氣體中引進(jìn)新雜質(zhì)，如常用碳酸鉀水溶液、乙醇胺類水溶液等。現(xiàn)在常用化學(xué)吸收方法有熱鉀堿法、有機(jī)胺法等，其中熱鉀堿法利用25%～30%熱碳酸鉀溶液吸收氣體內(nèi)所含二氧化碳，反應(yīng)為：K2CO3+CO2+H2O→2KHCO3。

3 膜分離技術(shù)

通過利用聚合材料制成的薄膜，來對(duì)滲透率不同氣體進(jìn)行分離。選擇用膜分離法對(duì)二氧化碳進(jìn)行回收處理時(shí)，無論是選擇用哪種薄膜，均需要保證其具有較高的選擇性，同時(shí)二氧化碳具有高透過率。化工生產(chǎn)中常用膜有醋酸纖維、聚苯醚以及乙基纖維素等，近年來逐漸涌現(xiàn)出更多新型膜材料，如聚苯氧改性膜、含二胺聚碳酸酯復(fù)合膜等，對(duì)二氧化碳具有更高的滲透性。與其他處理技術(shù)相比，膜分離法在實(shí)際應(yīng)用中操作更簡單，且占地面積小、能耗低，一次性投資要求小，具有非常好的發(fā)展前景。

三、二氧化碳利用技術(shù)分析

1 農(nóng)業(yè)利用

二氧化碳為一種廉價(jià)的原料，通過對(duì)其進(jìn)行分離回收后，可以將其應(yīng)用到將蔬菜、瓜果的保鮮，以及糧食的貯藏等。如將二氧化碳注入到現(xiàn)代化倉庫內(nèi)，可以有效避免糧食、蔬菜腐爛，延長其保存期限。二氧化碳在此方面的應(yīng)用，原理即二氧化碳濃度高，蔬菜、糧食處于缺氧狀態(tài)，再加上二氧化碳具有的抑制作用，可以有效防止食品中細(xì)菌、蟲子以及霉菌的生長，減少過氧化物的含量，提高食品的健康性。另外，還可以直接將適量的二氧化碳通入到溫室內(nèi)，將其作為氣體廢料，植物通過根部吸收，提高其光合作用效率，加快植物生長速度，一定程度上縮短植物生長周期，并增加產(chǎn)量。同時(shí)，二氧化碳還可以用于人工降雨，解決農(nóng)作物干旱問題，即利用飛機(jī)在高空中噴灑固態(tài)二氧化碳，使得空氣中水蒸氣迅速冷凝，最終形成人工降雨，滿足農(nóng)作物灌溉要求。

2 化工利用

二氧化碳在化工業(yè)的利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，例如合成尿素、阿司匹林以及制造脂肪酸等，通過各項(xiàng)新型技術(shù)工藝的研究，具有更大的應(yīng)用前景。現(xiàn)在二氧化碳在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以合成天然氣、丙烯等低級(jí)烴類，以及合成高分子單體與二元、三元共聚等，生產(chǎn)高分子材料。例如，二氧化碳與甲烷反應(yīng)就可以生產(chǎn)富含一氧化碳的合成氣體，即：CO2+CH4→2CO+2H2，對(duì)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制合成氣存在的氫過剩問題進(jìn)行優(yōu)化。或者二氧化碳與甲醇反應(yīng)可生成碳酸二甲酯，其已經(jīng)成為現(xiàn)在綠色化工原料被廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)中。目前此類技術(shù)研究已經(jīng)突破了光催化法二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯過程中光催化反應(yīng)器、光催化劑以及反應(yīng)產(chǎn)物分離問題，提高了反應(yīng)物原理利用效率。

3 醫(yī)學(xué)利用

二氧化碳同時(shí)也是人體呼吸的有效刺激因素，通過刺激人體外化學(xué)感受器，可以促使呼吸中樞興奮。人長時(shí)間吸入純氧，導(dǎo)致身體內(nèi)二氧化碳濃度過低，會(huì)出現(xiàn)呼吸停止危險(xiǎn)。這樣從臨床醫(yī)學(xué)角度分析，可以選擇利用5%二氧化碳+95%氧氣混合氣體作為一氧化碳中毒、休克以及堿中毒的治療。同時(shí)，二氧化碳也被廣泛的而應(yīng)用到低溫手術(shù)中。

結(jié)語

雖然伴隨著社會(huì)化工業(yè)發(fā)展速度的加快二氧化碳排放量不斷增加，但是其具有較高的利用價(jià)值，可以選擇合適的回收利用技術(shù)，提高氣體回收效率，然后將其應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，不但可以解決環(huán)境影響問題，同時(shí)也可以提高資源利用效率。

參考文獻(xiàn)

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