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工业二氧化碳的来源

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020/12/30 4:15:18 * 浏览: 4

    可供工业回收的富二氧化碳气源有两大类,即天然二氧化碳气源和工业副产气源。

    天然二氧化碳气产于某些天然气田。在世界石油和天然气开采过程中,发现过不少的二氧化碳或者富二氧化碳气田,其二氧化碳含量为15~99%。在中国广东、山东和江苏等地,亦存在具有开发利用价值的高浓度二氧化碳气田。某些天然二氧化碳气本身纯度高(含二氧化碳 99.2%),利用井口压力经除尘干燥,脱除重烃和硫化物后就可以分装使用。

    从各种工业过程的副产气源中回收二氧化碳,即可综合利用碳资源,又可治理因工业废气排放带来的环境污染。副产气源主要来自下列工业生产装置或生产过程。

1.氨厂和制氢装置

    在所有工业副产气源中,量最大也是最重要的一种气源是合成氨或氢气生产过程的副产气。

    在用煤、石脑油、天然气或重油生产合成氨原料气或氢气的过程中,将产生富含二氧化碳的混合气,因所用原料和制气方法的不同,混合气体中的二氧化碳含量也不同,一般为15~30%。为了制取合成氨工业所需的氢氮气或制氢装置所需的纯氢产品气,必须将气体中的二氧化碳脱除并加以回收。

    在中国,除石油化工的大型制氢装置外,共有不同规模的氮肥厂一千多个,1988年,合成氨年产量为1.979×107t,每生产1t氨,可以副产1.2 ~1.3t 二氧化碳。从合成氨原料气中提取二氧化碳一般采用溶液吸收法。中国小型氨厂用氨水吸收法将二氧化碳直接用于生产碳酸氢铵,大型氨厂和部分中小型氨厂将回收的二氧化碳用来生产尿素。

2.发酵过程

       在啤酒、白酒和发酵法酒精的生产过程中,经常采用甘蔗、甜菜等糖类作物和谷物、小麦等粮食作物来发酵酿造。在发酵过程中,将伴生大量二氧化碳气。发酵气是商品二氧化碳?气的最重要气源。发酵气二氧化碳浓度高,一般含二氧化碳 95~99%,只需除去少量醛类、醇类、有机酸和微量硫化氢等杂质就可以达到工业二氧化碳或食品添加剂二氧化碳的纯度标准。

3.石灰生产

    在纯碱、炼钢和建筑材料等工业部门,均要用到质量要求各不相同的石灰。在石灰窑内煅烧石灰石,即可得到石灰和二氧化碳气体。石灰窑气含二氧化碳 30~40%,其余为氮气,约60~70%,氧和一氧化碳含量约为0.5~2%,此外,还含有微量H2S和COS。

    从石灰窑气中回收二氧化碳,必须对窑气进行预处理。先将窑气用鼓风机送入旋风分离器,在此除去气流挟带的大量粉尘。然后经过两个串联使用的水洗塔,通过水洗除去残留在气流中的细小尘埃,并使气流冷却至常温。经除尘冷却后的石灰窑气常用碳酸钠溶液吸收法回收二氧化碳。也可以选用变压吸附法回收二氧化碳。

4.烟道气

    是各种含碳矿物燃料燃烧时排放的废气。由于烟道气中二氧化碳含量低(一般只有10~20%),气质差(含烟尘),不论采用什么方法回收二氧化碳,其回收费用都比从其它气源回收的费用高。但是,在以天然气为原料的合成氨厂配套生产尿素时,由于副产的二氧化碳比制造尿素所需要的要少,为补偿二氧化碳的不足,常常需要回收一段转化炉烟气中的二氧化碳。和石灰窑气一样,烟气也必须进行除尘预处理。目前,已建有多套烟道气二氧化碳回收的工业装置。

5.其它气源

    用纯氧氧化法由乙烯和氧气生产环氧乙烷的副产气中,二氧化碳含量高达90%以上。合成醋酸乙烯反应的副产气,也含有较高浓度的二氧化碳。用碳酸钠和磷酸反应制取磷酸纳,能获得纯度很高的二氧化碳。从高浓度二氧化碳气源回收二氧化碳,具有较高经济效益。