二氧化碳

二氧化碳

   二氧化碳是空气中常见的温室气体,是一种气态化合物,碳与反应生成其化学式为CO2,一个二氧化碳分子由两个氧原子与一个碳原子通过共价键构成。

二氧化碳常温下是一种无色无味、不助燃、不可燃的气体,密度比空气大,略溶于水,与水反应生成碳酸。二氧化碳压缩后俗称为干冰。工业上可由碳酸钙强热下分解制取,实验室一般采用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取。

应用领域


在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,商用产品的纯度不低于99%(体积)。
  • 二氧化碳可注入饮料中,增加压力,使饮料中带有气泡,增加饮用时的口感,像汽水、啤酒均为此类的例子。

  • 固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会气化,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。

  • 二氧化碳的重量比空气重,不助燃,因此许多灭火器都通过产生二氧化碳,利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火,除上述特性外,更有灭火后不会留下固体残留物的优点。

  • 二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他稀有气体(如),但价格相对便宜许多。

  • 二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。

  • 二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。

  • 二氧化碳可控制pH值,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。

  • 二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。

  • 二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。

  • 干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。

  • 干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。

  • 干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。液体二氧化碳通过减压变成气体很容积和织物分离,完全省去了用传统溶剂带来的复杂后处理过程。

  • CO₂超临界萃取技术。二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有很强的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。

聚合材料

一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物,可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链,容易通过改变其化学结构来调整其性能;较易在热、催化剂、或微生物作用下生分解,但也可以通过一定的措施加以控制:对氧和其它气体有很低的透过性。可开发出以下用途的产品:1.从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料,优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。2.用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚;产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂,可交联固化,亦能与纤维之类固体复合,是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。3.脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。4.二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解,不留残渣,是一类有希望的生物降解材料。5.二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。6.某些型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右,每吨产品的成本可降低1000元以上。

气体肥料

一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。气肥发展前途很大,但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。德国地质学家埃伦斯特发现,凡是在有地下天然气冒出来的地方,植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送入土壤,结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷燃气起的作用,甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖,而这些微生物可以改善土壤结构,帮助植物充分地吸收营养物质。

干冰

介绍固态二氧化碳压缩后又叫干冰,零下75℃干冰升华,可以吸收周围的热量,使周围水汽凝结,就生成了一种云雾缭绕的景象,同时周围温度迅速降低,因此干冰常用于低温保存物品。干冰的使用范围广泛,在食品、卫生、工业、餐饮中、人工降雨有大量应用。主要有:1.干冰在工业模具的应用范围轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒,可清除余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔,清洗后模具光亮如新。在线清洗,无需降温和拆卸模具,避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤,以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是,可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤,这样均可以减少停工时间约80%-95%。干冰清洗益处:干冰清洗可以降低停工工时;减少设备损坏;极有效的清洗高温的设备;减少或降低溶剂的使用;改善工作人员的安全;增进保养效率;减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。2.干冰在石油化工的应用范围清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。清洗换热器上的聚氯乙烯树脂;清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢;清理反应冷凝器;复杂机体除污;炉管清灰等。3.干冰在食品制药的应用范围可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。有效清洁烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。干冰清洗的益处:排除有害化学药剂的使用,避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾;拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌,更彻底的消毒、洁净;排除水刀清洗对电子设备的损伤;最小程度的设备分解;降低停工时间。4.干冰在印刷工业的应用范围清除油墨很困难,齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆,清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料,避免危险废物和溶液的排放,以及危险溶剂造成的人员伤害。5.干冰在电力行业的应用范围可对电力锅炉、凝汽器、各类换热器进行清洗;可直接对室内外变压器、绝缘器、配电柜及电线、电缆进行带电载负荷(37kV以下)清洗;发电机电动机、转子、定子等部件无破损清洗;汽轮机、透平上叶轮、叶片等部件锈垢、烃类和粘着粉末清洗,不需拆下桨叶,省去重新调校桨叶的动平衡。干冰清洗的益处:使被清洗的污染物有效地分解;由于这些污染物被清除减少了电力损失;减少了外部设备及其基础设备的维修成本;提高电力系统的可靠性;非研磨清洗,保持绝缘体的完整;更适合预防性的维护保养。6.干冰在汽车工业的应用范围清洗门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍,不会引致水污染;汽车化油器清洗及汽车表面除漆等;清除引擎积碳。如处理积碳,用化学药剂处理时间长,最少要用48小时以上,且药剂对人体有害。干冰清洗可以在10分钟以内彻底解决积碳问题,即节省了时间又降低了成本,除垢率达到100%。7.干冰在电子工业的应用范围清洁机器人、自动化设备的内部油脂、污垢;集成电路板、焊后焊药、污染涂层、树脂、溶剂性涂覆、保护层以及印刷电路板上光敏抗腐蚀剂等清除。8.干冰在航空航天的应用范围导弹、飞机喷漆和总装的前置工序;复合模具、特殊飞行器的除漆;引擎积碳清洗;维修清洗(特别是起落架-轮仓区);飞机外壳的除漆;喷气发动机转换系统。可直接在机体工作,节省时间。9.干冰在船舶业的应用范围船壳体;海水吸入阀;海水冷凝器和换热器;机房、机械及电器设备等,比一般用高压水射流清洗更干净。10.干冰在核工业的应用范围核工业设备的清洗若采用水、喷砂或化学净化剂等传统清洗方法,水、喷砂或化学净化剂等介质同时也被放射性元素污染,处理被二次污染的这些介质需要时间和资金。而使用干冰清洗工艺,干冰颗粒直接喷射到被清洗物体,瞬间升华,不存在二次污染的问题,需要处理的仅仅是被清洗掉的有核污染的积垢等废料。11.干冰在美容行业的应用范围有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘,这种治疗就是所谓的冷冻治疗。因为它会轻微的把皮肤冷冻。有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮,有时候会混合一些硫磺液态氮及固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。冷冻治疗可以减少发炎,前段时间新闻报道刘翔就是用这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘的。这种方法可以减少青春痘疤痕的产生,但并不用来去除疤痕。12.干冰在食品行业的应用范围a 在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入干冰块,饮用时凉爽可口,杯中烟雾缭绕,十分怡人。b 制作冰淇淋时加入干冰,冰淇淋不易融化。干冰特别适合外卖冰淇淋的冷藏。c 星级宾馆、酒楼制作的海鲜特色菜肴,在上桌时加入干冰,可以产生白色烟雾景观,提高宴会档次,如制作龙虾刺身。d 龙虾、蟹、鱼翅等海产品冷冻冷藏。干冰不会化水,较水、冰冷藏更清洁、干净,在欧、美、日本等国得到广泛应用。13.干冰在冷藏运输领域的应用范围a 低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。b 电子低温材料,精密元器件的长短途运输。c 高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。14 、干冰在娱乐领域的应用范围广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会效果等制作放烟,如国家剧院的部分节目就是用干冰来制作效果的。15.干冰在消防行业的应用范围干冰用来作消防灭火,如部分低温灭火器,但干冰在这一块的应用较少,也即市场程度较低。干冰使用注意事项:切记在每次接触干冰的时候,一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰,如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下,就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重冻伤的伤害。

二氧化碳灭火器

二氧化碳灭火器 的使用方法灭火时只要将灭火器提到或扛到火场,在距燃烧物5米左右,放下灭火器拔出保险销,一手握住喇叭筒根部的手柄,另一只手紧握启闭阀的压把。对没有喷射软管的二氧化碳灭火器,应把喇叭筒往上板70-90度。使用时,不能直接用手抓住喇叭筒外壁或金属连线管,防止手被冻伤。灭火时,当可燃液体呈流淌状燃烧时,使用者将二氧化碳灭火剂的喷流由近而远向火焰喷射。如果可燃液体在容器内燃烧时,使用者应将喇叭筒提起。从容器的一侧上部向燃烧的容器中喷射。但不能将二氧化碳射流直接冲击可燃液面,以防止将可燃液体冲出容器而扩大火势,造成灭火困难。推车式二氧化碳灭火器一般由两人操作,使用时两人一起将灭火器推或拉到燃烧处,在离燃烧物10米左右停下,一人快速取下喇叭筒并展开喷射软管后,握住喇叭筒根部的手柄,另一人快速按逆时针方向旋动手轮,并开到最大位置。灭火方法与手提式的方法一样。使用二氧化碳灭火器时,在室外使用的,应选择在上风方向喷射。在室外内窄小空间使用的,灭火后操作者应迅速离开,以防窒息。灭火原理及适用火灾类型常用的灭火器有三种:泡沫灭火器、干粉灭火器和液态二氧化碳灭火器。1、泡沫灭火器泡沫灭火器能喷射出大量的二氧化碳和泡沫。这些泡沫紧紧附在燃烧物上,能使燃烧物与空气隔绝,达到灭火的目的。泡沫灭火器可用于扑灭一般物质着火,如纸张、棉布i、木材、塑料等所引起的火灾。
2、干粉灭火器干粉灭火器是利用压缩二氧化碳吹干粉来灭火的。干粉主要含碳酸氢钠等物质。干粉灭火器除可用来扑灭一般的火灾外,还可以用来扑灭油、气态物质和电器的火灾。3、液态二氧化碳灭火器液态二氧化碳灭火器是在加压的情况下,把液态二氧化碳装入小钢瓶内。这种灭火器可以用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾。气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。二氧化碳在焊接领域应用广泛。如:二氧化碳气体保护焊,是目前生产中应用最多的方法固态二氧化碳俗称干冰,升华时可吸收大量热,因而用作制冷剂,如人工降雨,也常在舞台中用于制造烟雾。二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧,常温下密度比空气略大,受热膨胀后则会聚集于上方。也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO2来灭火。固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会气化,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。

二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他惰性气体(如),但价格相对便宜许多。

二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。二氧化碳是植物光合作用的主要碳源,可以用作植物温室的气体肥料和水草缸水族箱的肥料。

二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。

二氧化碳可控制pH,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。

二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。

二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。

干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。

干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。

干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。

冷媒

CO2制冷剂

减少二氧化碳这一种温室气体的排放,能有助于减轻地球的温室效应。但二氧化碳同时也是制冷空调行业的天然制冷剂之一,其在制冷行业的广泛使用,恰恰能减少温室效应(GWP=1),还不破坏臭氧层。如此看似矛盾的双重身份,其实一点也不矛盾,但二氧化碳被作为制冷剂使用,已经有百多年的历史了。

而二氧化碳的应用发展也来越成熟,全球零部件与系统供应商,包括丹佛斯、卡乐、恩布拉科、路伟、爱默生以及GMCC美芝等,都顺应了这个潮流,已经为商业部门提供了二氧化碳解决方案。

CO2制冷剂三大应用

二氧化碳的研究和应用主要集中于三个方面:一方面是汽车空调领域,由于制冷剂排放量大,对环境的危害也大,必须尽早采用对环境无危害的制冷剂;第二方面是热泵热水器,二氧化碳在超临界条件下放热存在一个相当大的温度滑移,有利于将热水加热到一个更高的温度;第三方面是考虑到二氧化碳良好的低温流动性能和换热特性,采用它作为复叠制冷循环低温级制冷剂。

药用功能

药理

低浓度时为生理性呼吸兴奋药。当空气中该品含量超过正常(0.03%)时,能使呼吸加深加快;如含量为1%时,能使正常人呼吸量增加25%;含量为3%时,使呼吸量增加2倍。但当含量为25%时,则可使呼吸中枢麻痹,并引起酸中毒, 故吸入浓度不宜超过10%

适应症

临床多以该品57%9395%的氧混合吸入, 用于急救溺毙、吗啡或一氧化碳中毒者、新生儿窒息等。乙醚麻醉时,如加用含有35% 该品的氧气吸入,可使麻醉效率增加,并减少呼吸道的刺激。

用法用量

遵医嘱。25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹,引起酸中毒。吸入浓度不超过10%

不良反应

25%高浓度吸入可使呼吸中枢麻痹引起酸中毒.吸入浓度不超过10%

二氧化碳导致呼吸性中毒

⑴低浓度的二氧化碳可以兴奋呼吸中枢,便呼吸加深加快。高浓度二氧化碳可以抑制和麻痹呼吸中枢。

⑵由于二氧化碳的弥散能力比氧强25倍,故二氧化碳很容易从肺泡弥散到血液造成呼吸性酸中毒。

临床上很少见单纯的二氧化碳中毒,由于空气中二氧化碳增多,常伴随氧浓度降低。比如:地窖中储存的蔬菜、水果呼吸时产生二氧化碳,同时消耗了氧气。无防护措施进入地窖所发生之中毒,是高浓度二氧化碳和缺氧造成的。试验证明氧充足的空气中二氧化碳浓度为5%时对人尚无害;但是,氧浓度为17%以下的空气中含4%二氧化碳,即可使人中毒。缺氧可造成肺水肿脑水肿、代谢性酸中毒、电解质紊乱、休克、缺氧性脑病等。

驻马店市以勒气体有限公司

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