CO?超臨界萃取技術(shù)。二氧化碳在溫度高于臨界溫度(Tc)31℃、壓力高于臨界壓力(Pc)3MPa的狀態(tài)下,性質(zhì)會發(fā)生變化,其密度近于液體,粘度近于氣體,擴(kuò)散系數(shù)為液體的100倍,因而具有很強(qiáng)的溶解能力,用它可溶解多種物質(zhì),然后提取其中的有效成分,運(yùn)用該技術(shù)可生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品,可提取過去用化學(xué)方法無法提取的物質(zhì),且廉價(jià)、無毒、安全、高效。它適用于化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)。工業(yè)二氧化碳,作為一種重要的化學(xué)原料,在工業(yè)生產(chǎn)、科研領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。干冰升華吸熱特性用于冷卻電子元件。浦東新區(qū)干冰二氧化碳配送中心
化工行業(yè)在中國已經(jīng)歷了多年的發(fā)展與壯大,形成了門類齊全的化學(xué)工業(yè)體系,其中傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)已相對成熟,產(chǎn)業(yè)規(guī)模亦頗為可觀。然而,隨著市場競爭的日益激烈以及市場集中度的高企,該行業(yè)正面臨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。在化學(xué)工業(yè)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中,二氧化碳扮演著至關(guān)重要的角色,它被普遍用于制造尿素、碳酸氫銨、純堿和無機(jī)鹽等關(guān)鍵化學(xué)品,尤其以尿素領(lǐng)域的應(yīng)用較為突出。值得一提的是,中國不僅是世界上較大的尿素生產(chǎn)國,同時也是較大的消費(fèi)國,其尿素產(chǎn)量和消費(fèi)量均約占全球總量的三分之一。閔行區(qū)焊接用二氧化碳制造二氧化碳與乙醇胺反應(yīng)生成吸收液,用于脫硫工藝。
國際初次!二氧化碳一步近100%轉(zhuǎn)化為乙醇。2023年5月,江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院劉小浩教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用結(jié)構(gòu)封裝法,構(gòu)筑了納米“蓄水”膜反應(yīng)器,在國際上初次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳在溫和條件下一步近100%轉(zhuǎn)化為乙醇。相關(guān)研究成果發(fā)表于《美國化學(xué)會·催化》。近年來,科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)了多種途徑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙醇,比如光催化、電催化以及間歇釜熱催化。相較于上述技術(shù)途徑,在連續(xù)流固定床反應(yīng)器中,由于便捷的物質(zhì)流和能量流管理,更容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。但目前的技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)可控精確增碳定向生成乙醇,易產(chǎn)生大量低價(jià)值的副產(chǎn)物。
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。二氧化碳滅火器噴射后不留痕跡,適用于圖書館、檔案館等場所。
高純度制備技術(shù):酸堿反應(yīng)法?:實(shí)驗(yàn)室及醫(yī)藥領(lǐng)域常用碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)(Na?CO? + 2HCl → 2NaCl + CO?↑ + H?O),氣體經(jīng)干燥后純度可達(dá)99.99%,但原料成本限制其工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。吸附膨脹法?:利用分子篩選擇性吸附特性,從混合氣體中分離CO?,結(jié)合低溫精餾可將純度提升至99.999%,適用于電子級二氧化碳生產(chǎn)。生物發(fā)酵法:啤酒、酒精發(fā)酵過程中,微生物代謝糖類物質(zhì)產(chǎn)生CO?,經(jīng)洗滌、除菌、液化處理后可獲得食品添加劑級產(chǎn)品。此法在飲料行業(yè)應(yīng)用普遍,每生產(chǎn)1噸酒精約副產(chǎn)0.9噸CO?,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。二氧化碳電催化還原制乙烯,法拉第效率達(dá)60%,能耗較傳統(tǒng)工藝降低40%。閔行區(qū)焊接用二氧化碳制造
二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸凝膠,用于防火材料。浦東新區(qū)干冰二氧化碳配送中心
可供工業(yè)回收的富二氧化碳?xì)庠从袃纱箢?,即天然二氧化碳?xì)庠春凸I(yè)副產(chǎn)氣源。天然二氧化碳?xì)猱a(chǎn)于某些天然氣田。在世界石油和天然氣開采過程中,發(fā)現(xiàn)過不少的二氧化碳或者富二氧化碳?xì)馓?,其二氧化碳含量?5~99%。在中國廣東、山東和江蘇等地,亦存在具有開發(fā)利用價(jià)值的高濃度二氧化碳?xì)馓?。某些天然二氧化碳?xì)獗旧砑兌雀撸ê趸?99.2%),利用井口壓力經(jīng)除塵干燥,脫除重?zé)N和硫化物后就可以分裝使用。從各種工業(yè)過程的副產(chǎn)氣源中回收二氧化碳,即可綜合利用碳資源,又可治理因工業(yè)廢氣排放帶來的環(huán)境污染。浦東新區(qū)干冰二氧化碳配送中心