工業(yè)上制取二氧化碳:一、石灰石高溫分解法:以石灰石(主要成分為碳酸鈣)為原料,在850-900℃高溫窯爐中煅燒,碳酸鈣分解生成氧化鈣(生石灰)和二氧化碳。反應(yīng)式為:CaCO? → CaO + CO?↑?該方法普遍應(yīng)用于水泥生產(chǎn)和石灰制造業(yè),兼具石灰與二氧化碳的雙重工業(yè)價(jià)值,但能耗較高。二、含碳燃料燃燒法:煤炭、天然氣等含碳燃料燃燒時(shí),碳元素與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳。以甲烷燃燒為例:?CH? + 2O? → CO? + 2H?O?此方法為發(fā)電、供熱等過程的副產(chǎn)品,二氧化碳產(chǎn)量大但需提純處理,常見于能源行業(yè)。二氧化碳與尿素反應(yīng)生成氰尿酸,用于泳池消毒。虹口區(qū)液態(tài)二氧化碳
以下是具體方法的技術(shù)原理與應(yīng)用特征:一、石灰石高溫分解法:在850-900℃高溫窯爐中煅燒石灰石(主要成分碳酸鈣),使其分解為氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w。此方法在水泥廠和石灰窯中普遍應(yīng)用,每生產(chǎn)1噸生石灰可副產(chǎn)約0.7噸二氧化碳。雖然能耗較高(需消耗標(biāo)煤120-150kg/噸石灰石),但兼具生產(chǎn)建筑材料和收集工業(yè)氣體的雙重效益。二、含碳燃料燃燒提純:火力發(fā)電廠、鋼鐵廠等通過燃燒煤炭、天然氣產(chǎn)生含12-20%濃度二氧化碳的煙氣。采用胺液吸收法或膜分離技術(shù)提純,可得到純度99%以上的液態(tài)二氧化碳。例如燃煤鍋爐每消耗1噸標(biāo)準(zhǔn)煤約排放2.5噸二氧化碳,該途徑產(chǎn)量占全球工業(yè)二氧化碳總量的65%以上。長寧區(qū)干冰二氧化碳用途二氧化碳加氫制甲酸選擇性超95%,陰極催化劑使用鈀納米顆粒,穩(wěn)定性提升3倍。
氣田開采產(chǎn)業(yè)獲取原料充足:中國境內(nèi)擁有眾多高二氧化碳?xì)馓?,諸如江蘇泰興、江蘇北部黃橋、安徽天長、山東勝利油田濱南以及廣東南海水深和廣東三水盆地北部等地。特別值得一提的是,蘇北黃橋地區(qū)的大型二氧化碳?xì)馓?,其儲量高達(dá)1000億立方米,且純度超過99%,制造井口壓力低至8.6mpa。在制造過程中,二氧化碳呈現(xiàn)液態(tài),極大地方便了研發(fā)和使用。然而,由于氣田采礦所產(chǎn)生的二氧化碳生產(chǎn)成本明顯高于尾氣回收,導(dǎo)致部分企業(yè)鋌而走險(xiǎn),進(jìn)行非法盜采,嚴(yán)重?cái)_亂了二氧化碳行業(yè)的正常秩序。
二氧化碳的用途:二氧化碳是一種重要的工業(yè)原料,它被普遍應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。以下是二氧化碳的一些常見用途:1. 飲料中二氧化碳的應(yīng)用:在飲料中加入二氧化碳可以制成口感清爽的碳酸飲料,如可樂、雪碧等。二氧化碳在飲料中形成氣泡,給人一種刺激口感。2. 二氧化碳在食品工業(yè)中的應(yīng)用:在食品工業(yè)中,二氧化碳可以用于制作餅干、蛋糕等食品。在制作過程中,二氧化碳可以與面粉中的淀粉發(fā)生反應(yīng),生成碳酸氫鈉,使食品更加松軟。3. 二氧化碳在醫(yī)藥中的應(yīng)用:在醫(yī)藥領(lǐng)域,二氧化碳可以用于制作藥品,如阿司匹林等。此外,二氧化碳也可以用于制作麻醉劑和消毒劑。發(fā)酵過程中微生物代謝產(chǎn)生二氧化碳,需排氣管理。
各種制備方法:1.二氧化碳:酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳用水洗滌,除去雜質(zhì),然后壓成液態(tài)二氧化碳。2.工業(yè)二氧化碳:通過高溫煅燒石灰石(或白云石)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w被洗滌、去除和壓縮以產(chǎn)生氣態(tài)二氧化碳:2、多種用途:1.二氧化碳:飲用含有二氧化碳的酒精可以通過二氧化碳?xì)怏w釋放體內(nèi)的熱量。營造清涼清新的感覺。pH值的降低是防腐的。2.工業(yè)二氧化碳:可用作制冷劑、飛機(jī)和電子部件的低溫試驗(yàn)、提高油回收率、拋光橡膠和控制化學(xué)反應(yīng),也可用作滅火劑。二氧化碳儲罐壓力超2.2MPa觸發(fā)報(bào)警,需每日檢查安全閥是否堵塞。長寧區(qū)瓶裝二氧化碳作用
干冰升華吸熱特性用于冷卻電子元件。虹口區(qū)液態(tài)二氧化碳
二氧化碳行業(yè)需求情況:①我國二氧化碳需求量持續(xù)增長:近年來,隨著化工合成、冷鏈物流及油田注井等下游需求的擴(kuò)張,我國二氧化碳需求量持續(xù)增長。根據(jù)卓創(chuàng)資訊統(tǒng)計(jì),2018 年我國二氧化碳下游需求量為 638.3 萬噸,2024 年增長至 1,172.7 萬噸,年均復(fù)合增長率為 10.67%;根據(jù)卓創(chuàng)資訊預(yù)測,2025 年至 2029 年,每年二氧化碳下游需求增量將在 50 萬噸-150 萬噸之間,2029 年下游消費(fèi)量預(yù)計(jì)將達(dá)到 1,600萬噸。②華南地區(qū)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的二氧化碳需求旺盛:我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對二氧化碳產(chǎn)品需求旺盛,部分地區(qū)供不應(yīng)求。2024 年,我國二氧化碳消費(fèi)量主要集中在華東地區(qū),占比達(dá) 43.1%;華南地區(qū)的二氧化碳消費(fèi)量為83.26 萬噸,占比達(dá) 7.1%。③二氧化碳下游應(yīng)用普遍且應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展:二氧化碳是現(xiàn)代工業(yè)中重要基礎(chǔ)原料,普遍應(yīng)用于工業(yè)焊接、石油助采、化工合成、食品飲料、煙絲膨化等領(lǐng)域。各地二氧化碳市場的消費(fèi)結(jié)構(gòu)因各地的工業(yè)結(jié)構(gòu)不同而存在差異。虹口區(qū)液態(tài)二氧化碳