净水处理剂-超临界二氧化碳

二氧化碳问题是当今世界的热门课题。其中有两个方面引起人们特别关注：一方面是由于大量消耗煤炭、石油天然气等燃料，引起的资源短缺问题；另一方面是由于大气中二氧化碳浓度増加形成的"温室效应"等环境问题。这两个方面的问题又是相互影响和互相牵制的。为了彻底解决上述问题，人们将二氧化碳作为"潜在的碳资源〃加以综合利用。随着科学技术的发展和人类社会的进步，一门新兴的学科——二氧化碳化学化工应运而生。

1理化性能

二氧化碳又名碳酸气，或称之为碳和碳酐。为无色气体，有酸味，溶于水。二氧化碳能液化成液体。液体二氧化碳在吸收大量的热后可凝结成固体。二氧化碳无臭、安全，具有挥发性强、易于与溶质分离、黏度低、扩散注强、无污染等特点。

蒸气可通过压缩变为液体。对于难以区分其为气体或液体的则称为超临界流体。

超临界二氧化碳（SupercriticalC02)具有无毒、不可燃、化学惰性和价廉的特点，其超临界条件易达到。CO2超临界温度仅为311°C,超临界压力为73.8x105Pa,溶剂的回收通过简单的再压缩就能实现。该溶剂的密度可通过改变压力进行调整。

2工艺技术

2.1操作过程

2.1.1燃烧煤炭产生二氧化碳法

直接烧煤炉或用锅炉等能产生大量二氧化碳，此法最简单，最经济，在我国一些地区，采用此法。缺点是在煤炭中还含有大量的硫，燃烧的同时产生大量有毒气体，对植物和人体都会有危害。特别是在燃烧不完全时易于产生大量的一氧化碳，对植物和人体更为不利。

2.1.2化学反应法

常用的有磷酸与碳酸钙反应，硫酸与碳酸氢铵反应，以及弱有机酸与碳酸盐反应，均能产生大量CO2气体，此反应均十分激烈，在瞬间就会产生大量二氧化碳，反应速度极快，难以控制。

2.1.3溶剂回收法

该法有物理吸收法和化学吸收法，适用于处理CO2含量较低的气体。该法分离效果好，且可得到高达99.99%的高纯二氧化碳，但其工艺设备投资大、运行费用高，由于其技术简单、易于操作，目前国内较多采用。

2.1.4浅低温精馏法

该法适用于处理CO2含量较高的气体（CO2>60%)。该法在1.5〜2.5MPa、-40〜-20°C下操作，并采用低廉的三氧化二铁脱硫剂做前级脱硫。还采用脱硫效果较高的C02、硫醇水解催化剂及ZnO脱硫剂进行深脱硫，并采用沸石分子筛作为脱水剂用于脱水，可选择性的吸附气体中的醇、醛、高级烃，使回收的C02纯度达到99.90%〜99.95%。

2.1.5变压吸附法

主要利用不同气体在不同压力下于吸附剂中溶解度的不同而进行分离吸收，适用于C02含量小于50%的气体。该法工艺简单，设备投资小，能耗较低，适应能力强，无设备腐蚀问题，已在国内普遍应用。

2.1.6膜分离

利用中空纤维对各种气体的穿透能力不同而越吩离目的。该法工艺装置简单、使用寿命长、操作方便、能耗低，但很难得到高纯度的CO2。若将膜分离法与化学吸收法合并使用，前者作为预分离、后者作为精分离，便可得到高酿纯度的CO2且成本较低。该法是分离CO2最有前途的工艺技术。

由于二氧化碳用化学法制取成本偏高，一般都采用副产品二氧化碳作为提纯的原料气。美国Enerfer采用膜分离技术，由含8%二氧化碳的烟道气，制成纯度为99%的二氧化碳。采用的分离膜为聚碳酸酯或聚砜膜材料。

反应过程是先将烟道气冷至32°C,加压至0.7MPa,再进行膜分离。膜对二氧化碳的选择性为37:1。此法节省投资40%,操作费省30%。

目前，全世界的煤、石油、天然气等燃料的燃烧进入大气层中的二氧化碳的量为230亿吨，其利用率不足1亿吨，可以充分利用二氧化碳的再生资源来改善人类的生存环境。