二氧化碳、一氧化碳的回收技术

二氧化碳、一氧化碳的回收技术一、 二氧化碳、一氧化碳的回收和利用的必要性工业的快速发展使得能源消耗尤其是石油、煤炭及天然气的消耗剧增，空气污染随之日益严重。由于二氧化碳、一氧化碳等温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的穿透性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，也就是常说的“温室效应”，这种效应的加剧导致了全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁了人类的食物供应和居住环境。CO的毒性很强，当吸入含有CO的气体时，会导致头痛、头昏、胸闷，甚至昏迷，严重者死亡。同时一氧化碳、二氧化碳是化工合成的主要原料，现代工业的迅速发展一氧化碳、二氧化碳的利用越来越受到人们的重视，许多国家都在研究把二氧化碳、一氧化碳作为潜在碳资源加以综合利用。早在19世纪30年代，我国就开始将二氧化碳、一氧化碳用于合成有机化合物、灭火、致冷、金属保护焊接、制造充气饮料、灭菌等方面。因此，脱除、回收和利用二氧化碳和一氧化碳非常重要。二、 二氧化碳、一氧化碳的脱除方法二氧化碳和一氧化碳脱除主要有低温甲醇洗、吸收分离法、变压吸附、膜分离、低温分离以及催化转化法等。低温甲醇洗低温甲醇洗是上世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺以甲醇为吸收剂对原料气中的二氧化碳硫化氢和硫氧碳等酸性气体选择性吸收，从而达到下一工段的需求。此工艺大多应用与煤化工等气体净化单元，在工艺上使用较多的工艺有鲁奇工艺、林德工艺和大连理工工艺。低温甲醇洗作为一种物理气体净化方法，具有工程消耗低吸收能力强溶剂便宜和不降解的特点。但是工艺中物流数量较多，因此工艺流程复杂多变吸收分离技术吸收分离技术是利用吸收剂对混合气体进行洗涤来分离二氧化碳的方法。按照吸收剂的不同，可以分为物理吸收法和化学吸收法。选择吸收剂的基本要求是：吸收容量大；选择性高；饱和蒸气压低；适合的沸点；黏度小，热稳定性较高，腐蚀性小，成本低。选择吸收剂应按吸收剂的特点权衡利弊，有的吸收剂尽管具有较好的性能，但不容易得到或价格昂贵，使用不经济。变压吸附分离技术变压吸附分离提纯CO2技术于1986年实现工业化，可以从多种含CO2的气源中捕获提纯CO2,满足CO2的多种工业用途。具有能耗低、吸附剂使用周期长、工艺流程简单、自动化程度高、环境效益好、无污染产生等优点，但具有吸附剂容量有限，需大量吸附剂等缺点。膜分离技术膜分离法是利用某些聚合材料制成的薄膜，对不同气体的渗透率不同来分离气体的。膜是一种起分子级分离过滤作用的介质，驱动力是压差，当混合气体与膜接触，膜两边存在压力时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流。渗透率低的气体则被选择性的拦截，绝大部分在薄膜进气一侧形成残留气流，两股气流分别引出，从而使混合气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。低温分离技术典型的混合气体低温分离流程为原料气，首先进入制冷系统逐步降温直至部分组分变为液体，进入气液分离器分离为尾气和液态粗产品。根据需要，尾气进入下一级进行进一步的分离或返回制冷系统回收冷量，液态粗产品直接输出或适当增压后进入气提塔，进一步获得更纯的液态产品（塔顶气体则并入气液分离器尾气）。此流程中的气液分离器和气提塔可合并为一个分馏塔，液态产品直接以低温液态或返回制冷系统回收冷量后以气态输出。催化转化技术催化转化法是运用催化剂的催化作用把废气中的有害物质转化成各种无害的物质的方法。催化剂能改变化学反应速度，在反应结束时时它本身的量和化学组成没有大的改变的物质。催化剂的活性是它对特定反应的，对反应速度影响愈大的催化剂，活性就越高。对催化剂的要求是有极高的净化效率，使用过程中不出现二次污染；有较高的机械强度；有较高的耐热性和热稳定性；抗毒性强，具有较长的寿命；化学稳定性好，选择性高。从回收和利用目的出发，催化转化法是最佳方法。例如采用催化甲醇、甲烷化可在脱除二氧化碳和