综述评论
韩 美
(光明化工研究设计院，辽宁大连 116031)
苄基三乙基溴化铵关键词:CO2；生产；应用。
中图分类号:TQ11613 文献标识码:A 文章编号:100727804(2004)0320003204
The Production,Application And Market Analysis
of The C arbon Dioxide
HAN Mei
(Guangming Research&Design Institute of Chemical Industry,Dalian116031,China)
Abstract:The production,application and market analysis of the carbon dioxide are introduced.
K ey w ords:CO2;production;application
1 前 言西北农林科技大学学报
CO2是工业重要的生产原料，广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、食品、医疗等领域。目前全球每年有大量的CO2排放到大气中，预计到2030年二氧化碳浓度将达到目前的2倍，使海平面上升20～140cm，引发全球“温室”灾难。另一方面,CO2又是一种廉价的碳资源，具有巨大的使用价值。当前，人们主要用其生产液体CO2、合成尿素和甲醇等，消费量尚不足1亿t/a，可拓展空间很大。因此,CO2的大量回收利用和再资源化已成为世界各国关注的焦点。 2 CO2的生产方法
211 CO2的来源
可供工业回收的富CO2气源有两大类，即天然CO2气源和工业副产气源。
天然CO2气产于某些天然气田。在世界石油和天然气开采过程中，发现许多CO2或富CO2气田，其CO2含量为15%～99%。在中国广东、山东和江苏等地，亦存在具有开发利用价值的高浓度CO2气田。
某些天然CO2气体本身纯度高(含CO2 9912%)，利用井口压力经除尘干燥，脱除重烃和硫化物后便可分装使用。
从各种工业过程的副产品气源中回收CO2，即可综合利用碳资源，又可治理因工业废气排放带来的环境污染。副产气源主要来自下列工业生产过程。
西元国际广场
21111 氨厂和制氢装置
在所有工业副产气源中，量最大也是最重要的一种气源，是合成氨或氢气生产过程的副产气。在用煤、石脑油、天然气或重油生产合成氨原料气或氢气的过程中，将产生富含CO2的混合气，因所用原料和制气方法不同，混合气体中的CO2含量也不同，一般为15%～30%。为了制取合成氨工业所需的氢氮气或制氢装置所需的纯氢产品气，必须将气体中的CO2脱除并加以回收。投资区域
21112 发酵过程
第22卷第3期低温与特气Vol122,No13 2004年6月Low Temperature and S pecialty G ases J un1,2004 ①收稿日期:2003212215
在啤酒、白酒和发酵法酒精的生产过程中，经常采用甘蔗、甜菜等糖类作物和谷物、小麦等粮食作物来发酵酿造。在发酵过程中，将伴生大量CO2气。发酵气是商品CO2气的最重要气源。发酵气CO2浓
度高，一般含CO295%～99%，只需除去少量醛类、醇类、有机酸和微量硫化氢等杂质就可达到工业CO2或食品添加剂CO2的纯度标准。21113 石灰生产
在纯碱、炼钢和建筑材料等工业部门，均要用到质量要求各不相同的石灰。在石灰窑内煅烧石灰石，即可得到石灰和CO2气体。石灰窑气含CO230%～40%。从石灰窑气中回收CO2，必须对窑气进行预处理。
21114 烟道气
是各种含碳矿物燃烧时排放的废气。由于烟道气中CO2含量低(一般为10%～20%)，气质差(含烟尘)，不论采用什么方法回收CO2，其回收费用都比其他气源回收费用高。
212 二氧化碳提取方法
提取和回收CO2的方法，大致可分为化学法和物理法两大类。
21211 化学方法
利用CO2为酸性气体，可以与碱性物质反应的原理进行吸收。常用的碱性吸收剂有：碱金属碳酸盐水溶液、乙醇胺水溶液、氨水等(本文不作详细介绍)。
21212 物理方法
包括物理溶剂吸收法、吸附分离法、薄膜渗透法和低温蒸馏法。
(1)低温蒸馏法
本法设备庞大、能耗较高、分离效果较差、成本较高，不适宜中、小规模的生产，一般适用于油田开采现场，生产的无硫CO2产品直接注入油井，以提高采油率。
(2)膜分离法和溶剂吸收法
膜分离法具有装置简单、操作方便、能耗较低等优点，是当今世界上发展较迅速的一项节能型气体分离技术。但是，膜分离法的缺点是很难得到高纯度的CO2，为了得到高纯度的CO2，必须与溶剂吸收法结合起来使用，前者用于粗分离，后者用于精分离，工艺复杂。
(3)变压吸附法
变压吸附法具有工艺过程简单、能耗低、适应能力强、自动化程度高、技术先进、经济合理等优点。CO2在物理吸附剂上表现出比其他气体具有更强吸附能力的特点，变压吸附法就是利用这种吸附能力的差异达到从混合气中分离提纯不同纯度CO2气体的目的。
四川天一科技股份有限公司变压吸附所于1988年和1989年相继成功地开发了从石灰窑气和合成氨厂变换气中提纯CO2的变压吸附工业装置，可生产96100%～99199%不同纯度的CO2产品，产品主要用于保护焊接、钢炉底吹气、合成纳米的原料气、食品添加剂和烟丝膨化剂。
3 CO2的应用
CO2的主要用途有：化工原料、制冷剂、惰性介质、溶剂、压力源等。
311 在工业上的应用
CO2可以合成多种无机和有机化工产品。在化工应用中，用量最大的是作为尿素、碳酸氢铵和纯碱的生产原料。
CO2是很好的制冷剂。它不仅冷却速度快、操作性能好、不浸湿产品、不会造成二次污染，而且投资少、人力省。利用CO2保护电弧焊接，即可避免金属表面氧化，又可使焊接速度提高9倍。CO2在石油工业上的应用已成熟,CO2作为油田注入剂，可有效地驱油；另外用作油田洗井用剂，效果也十分理想。
312 用于超临界萃取
超临界CO2流体因具有与液体相近的密度，而粘度只有液体的1%，扩散系数是液体的100倍，所以，它的萃取能力远远超过有机溶剂，通过控制条件可定向分离选定的组分，可在常温和较低压力下工作，没有毒性和发生爆炸危险，使用时不但有很好的工作性能，而且可有效地浸出高沸点、高粘度、热敏性物质。超临界CO2萃取在大规模生产装置中已获得应用。例如：从咖啡中脱除，从石油残渣中回收各种油品，从油料种子中萃取油脂等。最近，杜邦公司开发了采用超临界CO2生产氟聚合物的方法，该超临界工艺由杜邦公司和美国卡罗来纳—Chapel大学共同开发，可替代传统的水法聚合。
在0℃,011MPa时,1L CO2气体(分子量为44101)约重1198g。CO2在饮料中的主要作用是
4 低温与特气 第22卷
起泡、增加酸度和防止微生物生长。加入后不影响饮料的外观、气味、味道，并不会引入超量杂质。CO 2用于碳酸饮料必须经过有效的纯化，只有去除有害杂质并符合各类标准的CO 2才能用于饮料中。314 在农业上的应用
作为一种廉价的原料,CO 2可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏。目前,CO 2在欧美、日本、澳大利亚等国已
用于苹果、梨、柑橘和一些热带水果的保鲜贮存。CO 2还用于粮食的贮存。把CO 2引入蔬菜温室，可提高蔬菜的生长速度，缩短其生长周期，提高经济效益
。315 二氧化碳可转化成金刚石最近，中国科技大学正式对外宣布，由化学与材料科学学院陈乾旺教授领导的科研小组在人工合成金刚石(即钻石)方面取得重大突破。首先实现从二氧化碳到金刚石的逆转变，在国际学术界引起很大反响。
用安全无毒的二氧化碳作原料，使用金属钠作为还原剂，在440℃和800个大气压的条件下，经过12h 的化学反应，终于成功地将二氧化碳还原成金刚石。该产品外观无、透明，可与天然金刚石媲美。
316 CO 2用于烟丝膨胀技术
液体CO 2用于烟丝的膨化处理，每箱香烟可节约5%～6%(约215～3kg )的烟丝，并可提高烟丝的质量。我国年产香烟在2000万箱左右，如10%用CO 2膨化处理，则年CO 2耗量达26万t ，如全部使用CO 2膨化处理，则年耗量达60万t 。因此,CO 2在烟草工业中具有广阔的应用前景。
4 国内外消费分布情况及市场分析
411 中国部分省市情况
广东省CO 2市场较活泼，全省的生产能力为10万t/a 以上，市场需求量约为10万t/a ，其中，碳酸饮料占27177%、啤酒占7136%、冷冻占7161%、干冰占3174%、卷烟占10167%、焊接占25128%、粮食包装储运占11105%、其他占6125%。
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江苏省CO 2市场消费与广东基本相似。上海CO 2
年消费量为8万t ，近几年年均增长11%左右，用于消防灭火的占6%～7%，其他与广东相似。
四川CO 2生产能力约12万t/a ，市场需求量
约8万t/a ，其中碳酸饮料占32128%、啤酒占
18156%、烟草占118%、焊接占46116%、医药和消防约占112%。
山东CO 2生产能力约7万t/a ，市场需求量为512万t/a ，其中啤酒和碳酸饮料占30%、烟草占30%、冷冻和冷藏占15%、焊接占10%、油田驱
动占6%、气体肥料占6%、医药和消防占3%。东北地区CO 2用于焊接占35%、油田驱动气占21%、啤酒和饮料占22%、大棚蔬菜用气体肥料占18%、其他占4%。
从CO 2消费领域看，今后几年仍以饮料、焊接为主，但后者将超过前者。卷烟的CO 2消耗量将跃居第三位。412 日本CO 2消费情况
2000年，日本CO 2气体产量约为84112万t ，与1999年几乎持平。干冰产量约为25126万t 。就主要应用而言，焊接占应用需求的4218%。2000年4月～2001年3月，干冰产量比上一年增加519%，总计达25184万t ，连续5年保持正增长。2001年CO 2气体需求量达到808000t ，比2000年增加018%。2001年1～7月，焊接市场占有率为4218%，与2000年同比增长517%，达到215163t ；在饮料领域，需求增长419%，达103540t ；在制冷领域，下降了111%，为72391t ；在钢铁生产领域，由于引进了大设备，需求量急剧下降519%，为19511t ，在铸造领域，下降016%，为7406t ；化学领域上升4%，为30462t ；其他领域
上升019%，为44125t 。
日本CO 2供应商主要有昭和碳酸公司、日本碳酸公司和液化碳酸公司。除此之外，主要工业气生产厂商日本氧气公司和日本主要气体经销商岩谷公司也占有一定的市场份额。日本CO 2市场处于变革时期，由于全球变暖的环境问题，用户正在相继放弃使用二氧化碳气体。在饮料领域，酿酒厂商已开始积极投身于CO 2的回收工作，饮料生产厂商在进行CO 2的回收和提纯，尽量削减额外购买量。市场的重点向干冰生产转移。413 其他国家消费情况
在北美，食品冷冻和制冷占40%，饮料碳化占20%，化学品的生产占10%，冶金占10%，其他占20%。在意大利，饮料碳化占20%，废水处理占23%，食品冷冻占13%，焊接占10%，其他占28%。
[下转第39页]
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第3期 韩 美：二氧化碳的生产、应用及市场分析
有限公司能够做到以上这些呢?
这是因为北京赛思瑞泰公司的主要管理人员和技术人员曾经是从事多年分析仪器进口采购及应用技术工作的工程师，他们不仅对国外气体分析仪器的性能及应用技术有较深刻的了解，对国外气体分析新技术及分析仪器新产品长达25年以上的信息追踪，而且对不同国家(公司)的产品通过多年的应用实践、分析比较、内外交流获得了大量实用的经验及教训，无疑这些经验对协助客户解决选型和应用问题是重要前提和保证。
这种对多种仪器及多个国家(公司)产品的应用实践，使他们不仅掌握了国外多种分析仪器的实际性能及应用的实际效果(包括每种仪器的适用性和局限性)，而且长期的工作环境和习惯使他们真正懂得了如何站在客户应用角度(立场)上来研究进口分析仪器选型和应用问题。而不是像一般贸易公司那样与
客户仅是供方与需方的商务关系。
总之，北京赛思瑞泰科技有限公司是在空分行业逐渐下滑时诞生的，又是在空分行业从低谷走向发展，而且沿着空分设备大型化的方向前进的过程中蓬勃发展起来的。它从诞生到成长壮大经历了一个艰辛的过程。但是，由于它始终坚持以技术为基础，以服务优化为主要目标的正确方向，因此，它具有永恒的生命力。在短短十年中，它为国内空分客户诚心实意地服务，赢得了较高的赞誉，今后它将伴随我国空分行业的发展继续前进，为空分行业进一步做好配套仪器的工作，为我国空分生产配套分析仪器及应用技术的提高继续贡献自己的一份力量。
(上接第5页)
综上所述，可见,CO2的应用市场前景广阔，饮料业、焊接用CO2的需求量将会迅速增加，新的应用领域不断开发，我们相信在不久的将来, CO2将成为煤、石油和天然气在某些领域的代用品，为人类造福。
参考文献:
[1]黄建彬1工业气体手册[M]1北京：化学工业出版社,20021[2]特气网讯,2002,(4).
[3]特气网讯,2002,(6).
[4]低温与特气,2003,(5):20.薛长锐
[5]川化,2003,(2).
作者简介:
韩 美(19532)，女，副译审,1977年毕业于辽宁大学外语系。毕业后，一直在光明化工研究设计院信息中心从事编辑工作。现任《低温与特气》主编，全国特种气体信息站副站长，全国特种气体信息网秘书长。曾获化工系统优秀信息成果二等奖1项，三等奖3项。
(上接第28页)
71向运行管理技术人员提供每月的能量损耗和费用，以便管理人员重视能耗情况，制定下一个月的节能运行指标；将每年同一个月的室外气温及当月耗能制成表格，可供运行管理技术人员参考。
3 结 论
空调系统不仅仅需要优秀的空调设计、优质的空调施工，还需要优良的运行维护，才能让空调系统发挥最佳的使用效果，延长使用寿命，从而大大节省设备的投资费用和运行费用。参考文献:
[1]李中兴1空调运行管理[M]1北京：中国建筑工业出
版社1
[2]冯玉琪，王 强.最新空调技术[M]1北京：人民邮
电出版社1
作者简介:
陈晓莉(19712),1993年毕业于中国纺织大学暖通专业，毕业后一直在大连冷冻机股份有限公司空调设计部和经营计划部工作，从事空调设计工作和销售技术支持工作，曾设计北京实德商务酒店、大连市工人文化宫、广州白云国际机场迁建工程等多项工程。
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第3期 张丙新：北京赛思瑞泰科技有限公司创建十周年
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