二氧化碳的資源化利用
上期小編為大家介紹了二氧化碳的三大捕集方法,今天小編帶大家一起了解二氧化碳的資源化利用。
二氧化碳不僅廣泛應(yīng)用在石油開采、冶金、焊接、低溫冷媒、機(jī)械制造、人工降雨、消防、化工、造紙、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等傳統(tǒng)領(lǐng)域,還可應(yīng)用于超臨界溶劑、生物工程、激光技術(shù)、核工業(yè)等高科技領(lǐng)域。近年來,二氧化碳在棚菜氣肥、蔬菜(肉類)保鮮、生產(chǎn)可降解塑料等領(lǐng)域也展現(xiàn)良好的發(fā)展前景。根據(jù)二氧化碳的利用方式不同,可將其應(yīng)用分為物理利用、化學(xué)利用和生物利用三個(gè)方面。
一、二氧化碳的物理利用主要有以下方面:
(1)作為惰性氣體用于焊接保護(hù)氣、煙絲膨化劑、滅菌氣體;
(2)作為冷卻劑用于原子能反應(yīng)堆的冷卻和食品工業(yè)中的冷卻及冷凍等。
(3)作為壓力劑用于粉末滅火劑的壓出劑、噴槍噴射劑、碳酸飲料、鮮啤酒壓出劑、混凝土破碎。
(4)用作清洗劑,超臨界二氧化碳對(duì)有機(jī)物有極好的溶解性,可用于光學(xué)零件、電子器件、精密機(jī)械零件進(jìn)行清洗。
(5)用于原油開采,超臨界二氧化碳可以與原油混溶,降低其粘度從而提高老油井石油采出率。
(1)作為惰性氣體用于焊接保護(hù)氣、煙絲膨化劑、滅菌氣體;
(2)作為冷卻劑用于原子能反應(yīng)堆的冷卻和食品工業(yè)中的冷卻及冷凍等。
(3)作為壓力劑用于粉末滅火劑的壓出劑、噴槍噴射劑、碳酸飲料、鮮啤酒壓出劑、混凝土破碎。
(4)用作清洗劑,超臨界二氧化碳對(duì)有機(jī)物有極好的溶解性,可用于光學(xué)零件、電子器件、精密機(jī)械零件進(jìn)行清洗。
(5)用于原油開采,超臨界二氧化碳可以與原油混溶,降低其粘度從而提高老油井石油采出率。
二、二氧化碳的化學(xué)應(yīng)用:
二氧化碳的化學(xué)應(yīng)用很廣泛,可以被用于生產(chǎn)種類繁多的有機(jī)、無機(jī)化工產(chǎn)品。利用二氧化碳與焦炭在高溫下反應(yīng)制得一氧化碳氣體,繼而進(jìn)行羰基合成可生產(chǎn)醋酸、甲酸等產(chǎn)品。與氨作用合成尿素是二氧化碳最大規(guī)模固定和利用方式,以尿素為基礎(chǔ)還可以生產(chǎn)出碳酸二甲酯等重要化學(xué)品。二氧化碳通過催化氫化生成甲醇是一種很有發(fā)展前途的化工利用方法。甲醇不僅是重要的化工原料,而且由于它易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸而被用于替代化石燃料。早在2003年,中國(guó)有關(guān)部門已將甲醇燃料列入國(guó)家替代油源發(fā)展計(jì)劃。甲醇是含氧化合物,辛烷值高,燃燒充分,燃燒排放有害物質(zhì)明顯低于石油燃料。以二氧化碳和環(huán)氧化物共聚物為代表的二氧化碳基塑料已經(jīng)成為一個(gè)研發(fā)的熱點(diǎn)。這類塑料可降解,有助于解決塑料“白色污染”問題,是發(fā)展最快的塑料品種之一。最近,東京大學(xué)的野崎京子教授等發(fā)明了一種用丁二烯和二氧化碳共聚合成高性能塑料的高效利用二氧化碳的方法,塑料中二氧化碳的重量百分?jǐn)?shù)可高達(dá)29%[4]。
二氧化碳的化學(xué)應(yīng)用很廣泛,可以被用于生產(chǎn)種類繁多的有機(jī)、無機(jī)化工產(chǎn)品。利用二氧化碳與焦炭在高溫下反應(yīng)制得一氧化碳氣體,繼而進(jìn)行羰基合成可生產(chǎn)醋酸、甲酸等產(chǎn)品。與氨作用合成尿素是二氧化碳最大規(guī)模固定和利用方式,以尿素為基礎(chǔ)還可以生產(chǎn)出碳酸二甲酯等重要化學(xué)品。二氧化碳通過催化氫化生成甲醇是一種很有發(fā)展前途的化工利用方法。甲醇不僅是重要的化工原料,而且由于它易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸而被用于替代化石燃料。早在2003年,中國(guó)有關(guān)部門已將甲醇燃料列入國(guó)家替代油源發(fā)展計(jì)劃。甲醇是含氧化合物,辛烷值高,燃燒充分,燃燒排放有害物質(zhì)明顯低于石油燃料。以二氧化碳和環(huán)氧化物共聚物為代表的二氧化碳基塑料已經(jīng)成為一個(gè)研發(fā)的熱點(diǎn)。這類塑料可降解,有助于解決塑料“白色污染”問題,是發(fā)展最快的塑料品種之一。最近,東京大學(xué)的野崎京子教授等發(fā)明了一種用丁二烯和二氧化碳共聚合成高性能塑料的高效利用二氧化碳的方法,塑料中二氧化碳的重量百分?jǐn)?shù)可高達(dá)29%[4]。
三、二氧化碳的生物利用:
就地球的整體碳循環(huán)過程而言,通過生物的方法固定并轉(zhuǎn)化二氧化碳是地球上最符合自然規(guī)律的利用方式,因此二氧化碳的生物利用也越來越受到重視。二氧化碳可以用來養(yǎng)殖生長(zhǎng)周期短的植物或藻類以生產(chǎn)生物燃料。其中利用微藻固定二氧化碳技術(shù)極具開發(fā)和應(yīng)用潛力,這主要是由于微藻固定二氧化碳的能力及其通過光合作用合成生物燃料的速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)作物。另外,由于微藻能夠利用生活及工農(nóng)業(yè)廢水作為氮、磷和其它營(yíng)養(yǎng)物的來源,因此可以實(shí)現(xiàn)廢水處理、二氧化碳固定和生物燃料合成三種過程的耦合,從而使過程的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益最大。
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