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氣體

二氧化碳CO2在工業(yè)領(lǐng)域的開發(fā)和利用(上)

星之球激光 來源:廣州世源氣體2011-11-23 我要評論(0 )   

國內(nèi)二氧化碳消費(fèi)市場潛力較大,常規(guī)用量將會進(jìn)一步增加,一些新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)。飲料行業(yè)消費(fèi)是國內(nèi)二氧化碳第一大市場,占30%左右,但目前我國飲料的人均消費(fèi)不足5...

國內(nèi)二氧化碳消費(fèi)市場潛力較大,常規(guī)用量將會進(jìn)一步增加,一些新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)。飲料行業(yè)消費(fèi)是國內(nèi)二氧化碳第一大市場,占30%左右,但目前我國飲料的人均消費(fèi)不足5千克/年。而美國為150千克/年.人。隨著我國人民生活水平的不斷提高,飲料行業(yè)對二氧化碳消費(fèi)量將會大幅上升。

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接一直是我國重點(diǎn)推廣的技術(shù)項目之一,現(xiàn)占二氧化碳消費(fèi)量的20%左右,是二氧化碳第二大消費(fèi)市場。我國現(xiàn)有1萬余臺氣體保護(hù)焊機(jī),今后還將繼續(xù)增加,對二氧化碳的用量將一直持續(xù)增長,今后五年預(yù)計平均增長在11%左右。

二氧化碳在食品加工行業(yè)消費(fèi)量占國內(nèi)二氧化碳市場的15%左右,主要用于食品冷凍、冷藏、滅菌、防霉、保鮮等,為適應(yīng)國際食品市場競爭和國內(nèi)高檔食品保鮮需要,這將是液體、固體二氧化碳潛在的巨大市場。

二氧化碳和氟里昂是兩種常用的煙絲膨化劑,但后者已被列為淘汰禁用品,正逐步減少使用,最后徹底禁用。這給二氧化碳在煙草業(yè)發(fā)展提供了不可多得的良機(jī)。液體二氧化碳用于煙絲的膨化處理,使每箱香煙節(jié)約5%~6%(約2.5~3千克)煙絲,并可提高煙絲的質(zhì)量。每箱香煙(約50千克煙絲)所需煙絲膨化時消耗30千克二氧化碳,我國每年產(chǎn)香煙在2000萬箱左右,如10%用二氧化碳膨化處理,則需耗二氧化碳達(dá)6萬噸左右,如全部使用二氧化碳膨化處理,則需耗二氧化碳達(dá)60萬噸。因此,二氧化碳在煙草工業(yè)中具有十分良好的推廣應(yīng)用前景。

二氧化碳消費(fèi)市場潛力很大,不少領(lǐng)域才啟動或正在開發(fā)應(yīng)用,如:

(1)用作植物氣肥

用二氧化碳作氣肥可促進(jìn)農(nóng)作物生長,提高產(chǎn)量,改良品種。在塑料大棚內(nèi)用管道施放二氧化碳(濃度為2%~5%)6~38天,蔬萊產(chǎn)量可提高5倍,成熟期可提前2~5天;在大豆芽、綠豆激豆芽胚軸長長、長粗,豆芽光澤透明飽滿,時間可縮短3~4天,產(chǎn)量和質(zhì)量卻大為提高;水稻開花前施用(濃度為0.9%),每畝可增產(chǎn)170多千克。近年,山東農(nóng)科院、大連化工公司先后研制成功二氧化碳?xì)怏w肥料,并在山東、河北、河南、遼寧、吉林、黑龍江等省大面積推廣應(yīng)用,顯示了極好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)報道,建設(shè)3000~5000噸/年二氧化碳?xì)夥恃b置,設(shè)備投資僅十幾萬元,年利潤卻可達(dá)百萬元,較適合中小合成氨廠利用多余的二氧化碳資源,搞多種經(jīng)營。

(2)二氧化碳果蔬保鮮劑

自然降氧、氣調(diào)保鮮是國際廣泛采用的較現(xiàn)代化的方法。二氧化碳?xì)庹{(diào)保鮮是注入高濃度二氧化碳降低氧含量,以抑制果蔬生物呼吸,制止病菌發(fā)生。國外已大量用二氧化碳防蟲保鮮。在保鮮這方面二氧化碳應(yīng)用潛力較大,主要缺乏推廣應(yīng)用的技術(shù)人才。

(3)用作油田助采劑

油田對于經(jīng)過一次采油(自噴)、二次采油(注水助采)后的油井,可壓注二氧化碳對殘留地下的石油進(jìn)行第三次開采。在高壓下二氧化碳可滲入地層的死角和邊沿,增加殘留的原油流動性并使其驅(qū)向油井噴出地面,得以強(qiáng)化回收石油。美國用于石油開采的二氧化碳約占其總消費(fèi)量的11%左右,約達(dá)53萬噸/年~55萬噸/年。

我國在新疆、大慶、勝利等油田曾經(jīng)進(jìn)行過二氧化碳?xì)庥偷难芯抗ぷ?,積累了一定資料和實踐經(jīng)驗,但礦物試驗較少,基本停留在試驗階段。

(4)用于超臨界萃取

超臨界萃取是近年來研究開發(fā)的一項新分離技術(shù),它是利用流體處于臨界狀態(tài)時具有很強(qiáng)的溶解能力而粘度又很低的性質(zhì)來萃取分離某物質(zhì)的一種方法,具有分離效率高、可在較低溫下進(jìn)行、適用于分離熱敏性和易氧化性物質(zhì)等特點(diǎn)。二氧化碳因其安全、價廉、來源廣泛、超臨界溫度、壓力低、萃取效率和選擇性高而被廣泛用于香料植物中提取香料,從油料中提取油脂,從咖啡豆中提取咖啡因,從煙葉中萃取尼古丁等。近年來在食品、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域用于許多物質(zhì)的分離、提純、監(jiān)測分析等方面,國外研究較為深入。如超臨界二氧化碳可以在很短進(jìn)間內(nèi)從污染水中萃取出有機(jī)氯化物,亦可從魚體組織中分離出積累的各種毒害物質(zhì)。國外許多環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)督機(jī)構(gòu),均采用這一方法來確定環(huán)境污染的程度。

德國建成利用二氧化碳提取茶葉中咖啡因的工業(yè)裝置;英國、澳大利亞建成了食用油和香料的抽提裝置。

我國已有多所院校和科研單位,如北京工大學(xué)、北京化工研究院、中科院山西煤化所等,以超臨界二氧化碳作萃取劑,研究對香料、麥胚芽油、萊籽油等萃取分離技術(shù),有些工藝已投入工業(yè)化應(yīng)用。

 

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