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二氧化碳的來源

2020-07-12 00:00:00

可供工業回收的富二氧化碳氣源有兩大類,即天然二氧化碳氣源和工業副產氣源。

      天然二氧化碳氣產于某些天然氣田。在世界石油和天然氣開采過程中,發現過不少的二氧化碳或者富二氧化碳氣田,其二氧化碳含量為15~99%。在中國廣東、山東和江蘇等地,亦存在具有開發利用價值的高濃度二氧化碳氣田。某些天然二氧化碳氣本身純度高(含二氧化碳 99.2%),利用井口壓力經除塵干燥,脫除重烴和硫化物后就可以分裝使用。

      從各種工業過程的副產氣源中回收二氧化碳,即可綜合利用碳資源,又可治理因工業廢氣排放帶來的環境污染。副產氣源主要來自下列工業生產裝置或生產過程。

二氧化碳


(1)氨廠和制氫裝置

      在所有工業副產氣源中,量最 大也是最重要的一種氣源是合成氨或氫氣生產過程的副產氣。

      在用煤、石腦油、天然氣或重油生產合成氨原料氣或氫氣的過程中,會產生富含二氧化碳的混合氣。因所用原料和制氣方法的不同,混合氣體中的二氧化碳含量也不同,一般為15~30%。為了制取合成氨工業所需的氫氮氣或制氫裝置所需的純氫產品氣,必須將氣體中的二氧化碳脫除并加以回收。

      在中國,除石油化工的大型制氫裝置外,共有不同規模的氮肥廠一千多個,1988年,合成氨年產量為1.979×107t,每生產1t氨,可以副產1.2 ~1.3t 二氧化碳。從合成氨原料氣中提取二氧化碳一般采用溶液吸收法。中國小型氨廠用氨水吸收法將二氧化碳直接用于生產碳酸氫銨,大型氨廠和部分中小型氨廠將回收的二氧化碳用來生產尿素。

(2)發酵過程

      在啤酒、白酒和發酵法酒精的生產過程中,經常采用甘蔗、甜菜等糖類作物和谷物、小麥等糧食作物來發酵釀造。在發酵過程中,將伴生大量二氧化碳。發酵氣是商品二氧化碳的最重要氣源。發酵氣二氧化碳濃度高,一般含二氧化碳 95~99%,只需除去少量醛類、醇類、有機酸和微量硫化氫等雜質就可以達到工業二氧化碳或食品添加劑二氧化碳的純度標準。

(3)石灰生產

      在純堿、煉鋼和建筑材料等工業部門,均要用到質量要求各不相同的石灰。在石灰窯內煅燒石灰石,即可得到石灰和二氧化碳氣體。石灰窯氣含二氧化碳 30~40%,其余為氮氣,約60~70%,氧和一氧化碳含量約為0.5~2%,此外,還含有微量H2S和COS。

      從石灰窯氣中回收二氧化碳,必須對窯氣進行預處理。先將窯氣用鼓風機送入旋風分離器,在此除去氣流挾帶的大量粉塵。然后經過兩個串聯使用的水洗塔,通過水洗除去殘留在氣流中的細小塵埃,并使氣流冷卻至常溫。經除塵冷卻后的石灰窯氣常用碳酸鈉溶液吸收法回收二氧化碳。也可以選用變壓吸附法回收二氧化碳。

(4)煙道氣

      煙道氣是各種含碳礦物燃料燃燒時排放的廢氣。由于煙道氣中二氧化碳含量低(一般只有10~20%),氣質差(含煙塵),不論采用什么方法回收二氧化碳,其回收費用都比從其它氣源回收的費用高。但是,在以天然氣為原料的合成氨廠配套生產尿素時,由于副產的二氧化碳比制造尿素所需要的要少,為補償二氧化碳的不足,常常需要回收一段轉化爐煙氣中的二氧化碳。和石灰窯氣一樣,煙氣也必須進行除塵預處理。目前,已建有多套煙道氣二氧化碳回收的工業裝置。

(5)其它氣源

     用純氧氧化法由乙烯和氧氣生產環氧乙烷的副產氣中,二氧化碳含量高達90%以上。合成醋酸乙烯反應的副產氣,也含有較高濃度的二氧化碳。用碳酸鈉和磷酸反應制取磷酸納,能獲得純度很高的二氧化碳。從高濃度二氧化碳氣源回收二氧化碳,具有較高經濟效益。

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