
工業(yè)用二氧化碳的生產(chǎn)工藝
工業(yè)上二氧化碳的生產(chǎn)工藝主要有以下幾種:
煅燒石灰石法
原理 :石灰石的主要成分是碳酸鈣,當溫度達到 900℃左右時,碳酸鈣會分解為氧化鈣和二氧化碳。
工藝過程 :將石灰石原料破碎至一定粒度后,通常需要煅燒的石灰石粒度為 40-60mm,CaCO?含量大于 90%,雜質(zhì)含量小于 3%,送入回轉(zhuǎn)窯預熱段進行預熱,一般預熱溫度為 800-900℃。然后進入煅燒段,溫度升至 900-1300℃,使石灰石充分分解。分解產(chǎn)生的二氧化碳氣體經(jīng)過除塵、冷卻、凈化等步驟,去除其中的雜質(zhì)和粉塵,最后得到高純度的二氧化碳產(chǎn)品。
合成氨生產(chǎn)中的副產(chǎn)氣回收法
原理 :在合成氨生產(chǎn)過程中,無論是采用天然氣、石腦油還是煤炭作為原料,其基本反應過程都是將原料中的烴類通過蒸汽轉(zhuǎn)化、氧化等反應生成合成氨的原料氣 —— 氫氣和一氧化碳。隨后,一氧化碳通過變換反應轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣,然后經(jīng)過脫碳工序,采用特定的吸收劑將二氧化碳脫除,從而得到相對純凈的二氧化碳氣體。
工藝過程 :合成氨原料氣在進行脫碳處理時,常用的脫碳方法有化學吸收法和物理吸收法等。以化學吸收法為例,原料氣先進入吸收塔,與吸收劑逆流接觸,二氧化碳被吸收劑吸收。然后富液進入再生塔,在高溫低壓下釋放出二氧化碳,經(jīng)冷凝、干燥等處理后,得到高純度的二氧化碳產(chǎn)品。
發(fā)酵法
原理 :在釀酒過程中,酵母菌將糖類分解,產(chǎn)生酒精和二氧化碳。
工藝過程 :以啤酒生產(chǎn)為例,首先將大麥種子發(fā)芽,釋放淀粉酶,然后進行焙烤,加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活。接著將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉,進行糖化,使淀粉分解形成糖漿。糖漿經(jīng)過蒸煮后,產(chǎn)生風味組分,并終止酶的進一步作用,同時對糖漿滅菌。最后在發(fā)酵過程中,酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳。發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)過收集、凈化和壓縮等處理,可得到食品級或工業(yè)級的二氧化碳產(chǎn)品。
天然氣凈化及液化天然氣冷能綜合利用法
原理 :從天然氣中提取二氧化碳,或在液化天然氣過程中利用冷能回收二氧化碳。
工藝過程 :在天然氣凈化過程中,通常采用吸收法或吸附法將天然氣中的二氧化碳脫除。脫除的二氧化碳經(jīng)過進一步處理,如壓縮、制冷等,得到液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品。在液化天然氣過程中,利用冷能可使二氧化碳在低溫下液化,然后通過精餾等方法進一步提純,得到高純度的二氧化碳。