石灰窑气二氧化碳的回收利用.doc

石灰窑气二氧化碳的回收利用1994年第14卷第2期石灰窑气二氯化碳的回收利用41石灰窑气二氧化碳的回收利用一兰业活糍(摘要舟绍二氧化碳在化工,农业,消防涮造,饮食加工爰日常生活中嚣o(关键词综台利用原材料有一定参考1二氧化碳的应用目前.我国大多数维尼纶厂(除上海,四JilJl-)都采用电石法生产路线,烧制石灰是必不可少的一道工序,在石灰的生产过程中放出大量的二氧化碳.若以年产万吨聚乙烯醇生产计算,需生产石灰20000多吨,可放出二氧化碳27000多吨.这是一种丰富的资源须加以利用.二氧化碳作为一种重要的工业产品.不仅用途广泛,社会需求量日益增加,而且具有广阔的开发应用前景.首先,它可以作为一种化工原料.用二氧化碳加氢可合成甲烷,甲醇和其他烃类.用二氧化碳和氯在高温高压条件下可合成尿素用二氧化碳和氨来生产碳酸氢铵;用二氧化碳和苯酚作用合成水杨酸.这些皆已工业化.二氧化碳与环氧化合物共聚合成高分子量的聚碳酸酯i-氧化碳用三元环胺反应可生成含氯基甲酸酯单元的共聚物油二氧化碳,丙烯睛及三乙烯二胺反应可以合成台氨基甲酸豫单元的共聚物;在亚磷酸酯存在下,与芳香族二胺反应可合成高分子量的聚脲;用乙烯醚和二氧化碳共聚可以合成聚酮,聚醚.所有这些用二氧化碳作为合成高分子的原料.有待于开发,研究和应用.二氧化碳用于消防,灭火,这早巳为人们所熟悉,它导电率低,具有无毒,不污染,不助燃等特性.被广泛用于电器设备,精密仪器贵方的初期灭火.屡俸二氧化碳是一种优良的致冷剂,干冰(固体二氧化碳)的致冷效果,近似于冰的一倍,且无毒,不湿产品,因而普遍用于冷冻肉类,蔬菜,以便运输,贮存.另外,二氧化碳还可用于水果,蔬菜的保鲜,贮藏,通过二氧化碳气调法改变空气成份,降低其氧含量,提高二氧化碳含量.以减弱果实,蔬菜的新陈代谢,抑制微生物生长,提高贮藏时间.在粮食贮存方面用二氧化碳比通常的薰蒸剂效果好,有杀虫灭鼠,防潮防霉的作用,而且省去翻晒所需的大量人力物力.据测,仅北京地区大中型粮仓.用二氧化碳贮藏粮食,年需二氧化碳三千吨左右.二氧化碳在工业上也有着广泛的应用.二氧化碳可以作为萃取剂,用于萃取食品,饮料,油料,香料,药物.二氧化碳是一种有效的驱油剂,用于开采石油,能提高油层压力.提高产量,据估计,每采一桶原油需要注入150450m二氧化碳.二氧化碳保护焊用于汽车,船舶,动九机城和金属结构制作;用二氧化碳保护焊,具有价廉,生产效率高(无焊渣),抗锈能力强等优点.国外还应用二氧化碳作为低温热源发电的工作介质,其效益和效率相当高.众所周知,碳酸饮料啤酒,汽水,可乐等的生产是和J用二氧化碳,而且,髓着饮料工业的发展需求量将越来越大.盹胁雾一酝醐一磷.一一维壹仑通讯1994年第14卷第2期2二氧化碳的生产过程2.1=氧化碳的富集石灰窑中二氧化碳的来源一部分由碳酸钙加热分解而产生,其反应式如下:CaCO3-CaO+CO2179.6kJ另一部分由炭的燃烧而生成,其反应式如下:C+02CO2+4o4kJ石灰窑顶出1来的气体中含二氧化碳3742n一氧化碳l2,氧<1%和氮气,以及微量的二氧化硫,尘粒,从含有较稀的二氧化碳的石灰当气中富集到9899的二氧化碳,可以采用碳酸钠水溶液吸收法,生产过程如下:(1)从石灰窑顶引出的混合气经旋风除尘,再用少量水洗除去细小尘粒.再用碳酸钙水溶液除去溶解度大的二氧化硫杂质.(2)用鼓风机将混合气引入回收系统.(3)用810%碳酸钠水溶液在吸收塔中吸收混合气中的二氧化碳,不被吸收的气体.氮气,氧气,一氧化碳等放空排出.(4)将吸收溶液在解吸塔内加热解吸,吸收荆循环使用.(s)解吸出来的气体经冷凝,干燥,除水蒸汽.干燥后的气体即得到较高纯度的二氧化碳.(其组份大致为二氧化碳9899,H:O0.51,硫化物150500ppm,其他情性气体11.5%)可进气柜或气袋.可用于铸造,砂型固化,废水处理,瓦的蒸制,气肥等.吸收和解吸的化学反应方程式如下:CO+Na,CO,+H;O-=2NaHCOa.NaHc0,-二Na2CO.+COl+kO简要流程如下:气柜气袋冷却干燥葳窑气.鐾.妻.甏.襞.鍪.蕞器塔塔itls蜡撬蟮t器l吸收荆塑l一毒2.2二氧化碟的精制对于用于金属焊接保护气,致冷剂,食品添加剂,饮料充气领域中的二氧化碳,必须制得高纯度的二氧化碳,其组份:二氧化碳为99.9899.99%,水为5015oppm,硫化物o.5lppm,矿物油25ppm,其他杂质50lOOppm精制二氧化碳的过程是利用多孔固体吸收剂处理经普遍方法富集浓缩的二氧化碳.使其中所含的一种或效种杂质组分吸附于固体表面上,从而达到除去的目的.常用的固体吸附有活性炭,分子筛,硅胶等,工艺流程是:由气柜出来的粗二氧化碳气体攫压鳍机加压,除油后送入粗脱水器,然后进入脱硫器,脱去其中微量硫化物.使气体中含硫量降到Ippm以下.再进入精脱水器,将气体中水份降到150ppm以下,再经压充装.气柜来CO一压鳍机加压一油分离一粗脱水器一脱硫一精脱水一压缩一充装3投资与效益估算3.1投资估算二氧化碳的崮收利用过程是无腐蚀,无毒害,无污染的生产过程相反,对于治理废气污染,改善环境都将起积极的作用.二氧化碳生产过程中的设备,材质无特殊要求,采用一般碳钢设备甚至一些废旧设备改造即可,特别是对于维尼纶广各厂家,每年大修更换卞来不步设备,有些设备在要求高的地方不能用,但在二氧化碳回收工艺生产上完全可以适用,这样可以大大节省投资,即使在目前钢材,水泥价格高的情况下,估计投资150万左右,是可以建立一个比较完整的生产车间主要设备如下:鼓风机2台压缩机1台吸收塔2台解放塔1台讯交换器7台水洗塔,冷却塔各1台吸附槽2台碱液槽3台l994年第H卷第2期石灰窑气:氧化碳的回收利用43分离器,脱水器4台泵3台气柜或气袋1台其他设备:试压充瓶等若干台3.2成本与效益本生产装置,原材料价格低廉易得,只需耗用一些动力和人工费用以及少量的辅助材料,据有的生产厂家介绍,每吨二氧化碳耗电800度,成本200元左右,丽目前市场上购买保护焊用的二氧化碳每瓶4Okg价30元,而作为饮料用二氧化碳价格更高,照此估算年产6000吨二氧化碳工厂,年利润在8O万以上,二年内就可收回投资.当然=氧化碳的开发应用,销售也会存在一些问题,如果本地区有比较大的汽车厂,轮船厂,饮料厂需要大量二氧化碳.再加上本地区粮食贮存,水果蔬菜贮存保鲜等,本厂也可以进一步化学加,制造化肥,甲醇及其他化工原料.4结论二氧化碳是一种有