二氧化碳的回收與利用

王賀　吳秋穎

摘 要：我國化工業發展迅速，在生產效率提升的同時，生產排放的廢氣總量也不斷增加，其中二氧化碳是導致全球變暖的主要因素之一。對于化工生產來說，二氧化碳可以進行回收重新利用，不但可以降低對環境的污染，同時也可以提高資源利用效率。本文從技術角度出發，對二氧化碳的回收利用進行了簡要分析。

關鍵詞：二氧化碳；回收利用；效益

中圖分類號：TQ116 文獻標識碼：A

對二氧化碳進行回收利用，是貫徹節能減排以及資源循環利用理念的要點。想要提高二氧化碳回收利用效率，就需要結合其所具有的特征，從技術角度出發，分析回收、利用現狀與要求，選擇合適的技術，進行有效分離、回收，最后選擇渠道進行重新利用，提高資源利用效率。

一、二氧化碳分析

近年來大氣中二氧化碳含量不斷增加，大多為燃料燃燒后產生，不但會加劇溫室效應，同時也會造成資源浪費。對于二氧化碳來說，可以采取有效的回收利用技術對其進行處理，將其重新應用到工業生產中，以及農業、輕工業等多個領域中，實現變廢為寶，提高資源利用效率，將節能降耗理念貫徹到底。現在存在的二氧化碳回收利用技術比較多，在實際應用時，需要結合化工生產具體情況，結合不同處理技術特點，提高回收利用效率。

二、二氧化碳回收技術分析

1 物理吸收技術

物理吸收技術的應用，需要以低溫高壓條件為基礎，選擇水、聚酯類等作為吸收劑，二氧化碳在溶劑中溶解能力受壓力條件影響較大，這樣便可以通過改變反應壓力條件，來達到二氧化碳分離脫除目的。此種方法應用控制要點是選擇優良的吸收劑，應具有溶解度大、沸點高、無毒且穩定等特點。常見物理吸收處理技術有聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯脂法等，其中聚乙二醇二甲醚法所用吸收劑為聚乙烯乙二醇二甲酯，反應條件溫度為261K；碳酸丙烯脂法所用吸收劑為碳酸丙烯脂，反應條件壓力應控制在1.3MPa以上，且可以同時脫除硫化氫，一般被用于脫除天然氣或者變換氣二氧化碳。

2 化學吸收技術

即利用原料氣與化學溶劑在吸收塔內進行化學反應，加入的溶劑吸收二氧化碳，使其成為富液，然后進入到解析塔加熱分解后出現二氧化碳，最后完成二氧化碳分離吸收目的。在應用化學吸收技術分離回收二氧化碳時，需要重點控制吸收塔與解析塔壓力與溫度條件。對于化學吸收技術來說，所選吸收劑對溶質二氧化碳具有一定選擇性，且所選吸收劑應具有高穩定性，不易揮發，不會從氣體中引進新雜質，如常用碳酸鉀水溶液、乙醇胺類水溶液等。現在常用化學吸收方法有熱鉀堿法、有機胺法等，其中熱鉀堿法利用25%～30%熱碳酸鉀溶液吸收氣體內所含二氧化碳，反應為：K2CO3+CO2+H2O→2KHCO3。

3 膜分離技術

通過利用聚合材料制成的薄膜，來對滲透率不同氣體進行分離。選擇用膜分離法對二氧化碳進行回收處理時，無論是選擇用哪種薄膜，均需要保證其具有較高的選擇性，同時二氧化碳具有高透過率。化工生產中常用膜有醋酸纖維、聚苯醚以及乙基纖維素等，近年來逐漸涌現出更多新型膜材料，如聚苯氧改性膜、含二胺聚碳酸酯復合膜等，對二氧化碳具有更高的滲透性。與其他處理技術相比，膜分離法在實際應用中操作更簡單，且占地面積小、能耗低，一次性投資要求小，具有非常好的發展前景。

三、二氧化碳利用技術分析

1 農業利用

二氧化碳為一種廉價的原料，通過對其進行分離回收后，可以將其應用到將蔬菜、瓜果的保鮮，以及糧食的貯藏等。如將二氧化碳注入到現代化倉庫內，可以有效避免糧食、蔬菜腐爛，延長其保存期限。二氧化碳在此方面的應用，原理即二氧化碳濃度高，蔬菜、糧食處于缺氧狀態，再加上二氧化碳具有的抑制作用，可以有效防止食品中細菌、蟲子以及霉菌的生長，減少過氧化物的含量，提高食品的健康性。另外，還可以直接將適量的二氧化碳通入到溫室內，將其作為氣體廢料，植物通過根部吸收，提高其光合作用效率，加快植物生長速度，一定程度上縮短植物生長周期，并增加產量。同時，二氧化碳還可以用于人工降雨，解決農作物干旱問題，即利用飛機在高空中噴灑固態二氧化碳，使得空氣中水蒸氣迅速冷凝，最終形成人工降雨，滿足農作物灌溉要求。

2 化工利用

二氧化碳在化工業的利用技術已經比較成熟，例如合成尿素、阿司匹林以及制造脂肪酸等，通過各項新型技術工藝的研究，具有更大的應用前景。現在二氧化碳在化工生產中的應用，可以合成天然氣、丙烯等低級烴類，以及合成高分子單體與二元、三元共聚等，生產高分子材料。例如，二氧化碳與甲烷反應就可以生產富含一氧化碳的合成氣體，即：CO2+CH4→2CO+2H2，對天然氣蒸汽轉化法制合成氣存在的氫過剩問題進行優化。或者二氧化碳與甲醇反應可生成碳酸二甲酯，其已經成為現在綠色化工原料被廣泛的應用到生產中。目前此類技術研究已經突破了光催化法二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯過程中光催化反應器、光催化劑以及反應產物分離問題，提高了反應物原理利用效率。

3 醫學利用

二氧化碳同時也是人體呼吸的有效刺激因素，通過刺激人體外化學感受器，可以促使呼吸中樞興奮。人長時間吸入純氧，導致身體內二氧化碳濃度過低，會出現呼吸停止危險。這樣從臨床醫學角度分析，可以選擇利用5%二氧化碳+95%氧氣混合氣體作為一氧化碳中毒、休克以及堿中毒的治療。同時，二氧化碳也被廣泛的而應用到低溫手術中。

結語

雖然伴隨著社會化工業發展速度的加快二氧化碳排放量不斷增加，但是其具有較高的利用價值，可以選擇合適的回收利用技術，提高氣體回收效率，然后將其應用到各個領域中，不但可以解決環境影響問題，同時也可以提高資源利用效率。

參考文獻

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