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气体

二氧化碳CO2在工业领域的开发和利用(上)

星之球激光 来源:广州世源气体2011-11-23 我要评论(0 )   

国内二氧化碳消费市场潜力较大,常规用量将会进一步增加,一些新的应用领域不断涌现。饮料行业消费是国内二氧化碳第一大市场,占30%左右,但目前我国饮料的人均消费不足5...

国内二氧化碳消费市场潜力较大,常规用量将会进一步增加,一些新的应用领域不断涌现。饮料行业消费是国内二氧化碳第一大市场,占30%左右,但目前我国饮料的人均消费不足5千克/年。而美国为150千克/年.人。随着我国人民生活水平的不断提高,饮料行业对二氧化碳消费量将会大幅上升。

二氧化碳气体保护焊接一直是我国重点推广的技术项目之一,现占二氧化碳消费量的20%左右,是二氧化碳第二大消费市场。我国现有1万余台气体保护焊机,今后还将继续增加,对二氧化碳的用量将一直持续增长,今后五年预计平均增长在11%左右。

二氧化碳在食品加工行业消费量占国内二氧化碳市场的15%左右,主要用于食品冷冻、冷藏、灭菌、防霉、保鲜等,为适应国际食品市场竞争和国内高档食品保鲜需要,这将是液体、固体二氧化碳潜在的巨大市场。

二氧化碳和氟里昂是两种常用的烟丝膨化剂,但后者已被列为淘汰禁用品,正逐步减少使用,最后彻底禁用。这给二氧化碳在烟草业发展提供了不可多得的良机。液体二氧化碳用于烟丝的膨化处理,使每箱香烟节约5%~6%(约2.5~3千克)烟丝,并可提高烟丝的质量。每箱香烟(约50千克烟丝)所需烟丝膨化时消耗30千克二氧化碳,我国每年产香烟在2000万箱左右,如10%用二氧化碳膨化处理,则需耗二氧化碳达6万吨左右,如全部使用二氧化碳膨化处理,则需耗二氧化碳达60万吨。因此,二氧化碳在烟草工业中具有十分良好的推广应用前景。

二氧化碳消费市场潜力很大,不少领域才启动或正在开发应用,如:

(1)用作植物气肥

用二氧化碳作气肥可促进农作物生长,提高产量,改良品种。在塑料大棚内用管道施放二氧化碳(浓度为2%~5%)6~38天,蔬莱产量可提高5倍,成熟期可提前2~5天;在大豆芽、绿豆激豆芽胚轴长长、长粗,豆芽光泽透明饱满,时间可缩短3~4天,产量和质量却大为提高;水稻开花前施用(浓度为0.9%),每亩可增产170多千克。近年,山东农科院、大连化工公司先后研制成功二氧化碳气体肥料,并在山东、河北、河南、辽宁、吉林、黑龙江等省大面积推广应用,显示了极好的经济效益。据报道,建设3000~5000吨/年二氧化碳气肥装置,设备投资仅十几万元,年利润却可达百万元,较适合中小合成氨厂利用多余的二氧化碳资源,搞多种经营。

(2)二氧化碳果蔬保鲜剂

自然降氧、气调保鲜是国际广泛采用的较现代化的方法。二氧化碳气调保鲜是注入高浓度二氧化碳降低氧含量,以抑制果蔬生物呼吸,制止病菌发生。国外已大量用二氧化碳防虫保鲜。在保鲜这方面二氧化碳应用潜力较大,主要缺乏推广应用的技术人才。

(3)用作油田助采剂

油田对于经过一次采油(自喷)、二次采油(注水助采)后的油井,可压注二氧化碳对残留地下的石油进行第三次开采。在高压下二氧化碳可渗入地层的死角和边沿,增加残留的原油流动性并使其驱向油井喷出地面,得以强化回收石油。美国用于石油开采的二氧化碳约占其总消费量的11%左右,约达53万吨/年~55万吨/年。

我国在新疆、大庆、胜利等油田曾经进行过二氧化碳气油的研究工作,积累了一定资料和实践经验,但矿物试验较少,基本停留在试验阶段。

(4)用于超临界萃取

超临界萃取是近年来研究开发的一项新分离技术,它是利用流体处于临界状态时具有很强的溶解能力而粘度又很低的性质来萃取分离某物质的一种方法,具有分离效率高、可在较低温下进行、适用于分离热敏性和易氧化性物质等特点。二氧化碳因其安全、价廉、来源广泛、超临界温度、压力低、萃取效率和选择性高而被广泛用于香料植物中提取香料,从油料中提取油脂,从咖啡豆中提取咖啡因,从烟叶中萃取尼古丁等。近年来在食品、医药、环境等领域用于许多物质的分离、提纯、监测分析等方面,国外研究较为深入。如超临界二氧化碳可以在很短进间内从污染水中萃取出有机氯化物,亦可从鱼体组织中分离出积累的各种毒害物质。国外许多环境监测和监督机构,均采用这一方法来确定环境污染的程度。

德国建成利用二氧化碳提取茶叶中咖啡因的工业装置;英国、澳大利亚建成了食用油和香料的抽提装置。

我国已有多所院校和科研单位,如北京工大学、北京化工研究院、中科院山西煤化所等,以超临界二氧化碳作萃取剂,研究对香料、麦胚芽油、莱籽油等萃取分离技术,有些工艺已投入工业化应用。

 

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