專利名稱：一種高純度二氧化碳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機化工領(lǐng)域，涉及二氧化碳的制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳具有較高的民用和工業(yè)價值，在多種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用，是一種非常寶貴的資源。不僅廣泛應(yīng)用在石油開采、冶金、焊接、 低溫冷煤、機械制造、人工降雨、消防、化工、造紙、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)、 醫(yī)療衛(wèi)生等方面，還可應(yīng)用于超臨界溶劑、生物工程、激光技術(shù)、核 工業(yè)等尖端高科技領(lǐng)域。近年來開發(fā)出的新用途如棚菜氣肥、蔬菜(肉 類)保鮮、生產(chǎn)可降解塑料等也展現(xiàn)良好的發(fā)展前景。
制備高純度二氧化碳的方法，公開號CN 1152547A，
公開日1997 年6月25日，由燃燒的含氧燃料的玻璃制造爐的廢氣通過一系列步 驟制備食品級二氧化碳，但是工藝繁瑣，成本高，不適合推廣使用。 農(nóng)用二氧化碳的制備方法及設(shè)備，公開號CN1203190A，
公開日1998 年12月30日，由五氧化二磷和碳酸氫銨制備二氧化碳，制備的二氧 化碳僅作為農(nóng)用，無法達到食品級。
我國湖泊眾多，海域遼闊，貝類資源豐富，隨著海產(chǎn)品養(yǎng)殖業(yè)的 發(fā)展， 一些海邊堆積大量貝殼，沿海城市海產(chǎn)品加工廠和生活垃圾中
4也拋棄數(shù)量可觀的貝殼。目前雖然人們己知道貝殼中含有95%的碳酸 鈣和余量的殼質(zhì)素，但仍主要將貝殼用于工藝品或飾品制作，最近新 研究有作為山林養(yǎng)料，其余均成為廢棄物。僅就大連市為例，每年所 產(chǎn)生的貝殼約是全年生活垃圾堆的五分之一，數(shù)量約為十八萬噸。這 些廢棄的貝殼除工藝品采用一些美觀的貝殼外，大部分沒有得到利 用，不僅降低了水產(chǎn)品的經(jīng)濟價值，還污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述不足問題，提供一種高純度二氧化碳的 制備方法，合成方法簡單，原料易得，且為廢物利用，環(huán)保。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是 一種高純度二氧化 碳的制備方法，采用貝殼和酸為原料按l: 2比例進行反應(yīng)， 一步制 得二氧化碳，反應(yīng)離子方程式如下CaC0:i+2H+—Ca2++C02 t+H20。
所述貝殼除去貝殼表面的泥土等雜物，進行破碎呈16—20目的 顆粒狀和粉狀備用；粉碎的顆粒狀貝殼投入到反應(yīng)罐中，在攪拌條件 下，將酸液加入到反應(yīng)器中，控制加酸速度在l一1.5L/h，反應(yīng)進行 2—3小時，檢驗pH，用上階段準備的粉狀貝殼調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)pH至中 性；采用干燥劑干燥所得的二氧化碳，并吸收揮發(fā)出的氯化氫氣體后， 回收二氧化碳產(chǎn)品。
所述反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)罐內(nèi)的料液過濾，蒸發(fā)濃縮，干燥并收 集副產(chǎn)品^丐鹽。
所述的貝殼包括所有的貝殼，如牡蠣殼、蛤殼、海螺殼、扇貝殼、
鮑魚殼。所述的酸包括無機酸、有機酸及無機廢酸和有機廢酸。 所述無機酸采用鹽酸或廢鹽酸。 所述有機酸采用冰醋酸或廢醋酸。 所述干燥C02的干燥劑采用氧化鈣。
本發(fā)明的效果和益處工藝流程簡單，低成本，生產(chǎn)的二氧化碳純 度高。如果將貝殼和酸(也可以是廢酸)反應(yīng)，不僅僅生產(chǎn)出高純度 的二氧化碳，并得到副產(chǎn)品鈣鹽，進一步創(chuàng)造經(jīng)濟價值，還能夠解決 貝殼污染的問題。本發(fā)明以貝殼為原料生產(chǎn)高純度二氧化碳，由于貝 殼中碳酸鈣含量高，雜質(zhì)少，生產(chǎn)出的二氧化碳純度好高，且貝殼屬 于廢棄物，屬于廢棄物再生利用，生產(chǎn)的產(chǎn)品價格低廉，并大大減少 廢棄貝殼對環(huán)境的污染，具有重要的環(huán)保意義。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
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下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明并不 局限于具體實施例。 實施例1:
采用貝殼與純鹽酸反應(yīng)制備高純度二氧化碳，具體反應(yīng)式如下 CaC<93 + 2//C/ = C"C72 + C(92 + //2(9
具體制備工藝原料鹽酸質(zhì)量濃度為30%;貝殼(其中CaC03
含量94%重量)；貝殼包括所有的貝殼，如牡蠣殼、蛤殼、海螺殼、
扇貝殼、鮑魚殼，單一種類貝殼或混合種類貝殼均可以。首先將貝殼用清水除去貝殼表面的泥土等雜物，進行碑碎，其中 粉末狀的貝殼粉單獨存放起來備用，破碎后的貝殼顆粒粒度控制在
16—20目，因為粒度太大在反應(yīng)過程中攪拌不方便，粒度太小反應(yīng) 過程中會被氣泡頂出。取1.06t貝殼顆粒(含CaCO:,lt)投入反應(yīng)器 中，加入濃度30%的鹽酸2.43t，控制加酸速度在l一1.5L/h，以免 加酸速度過快反應(yīng)罐中發(fā)生"冒鍋"現(xiàn)象。若發(fā)生"冒鍋"現(xiàn)象，可 用高壓蒸汽吹或淋洗解決。要注意的是在反應(yīng)過程中除了清洗未反應(yīng) 的殘渣外，不要引進其他水，以免稀釋，引起額外的蒸發(fā)用蒸汽量。 反應(yīng)進行2—3小時后，檢驗pH，用貝殼粉碎階段準備的貝殼粉末調(diào) 節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)pH至中性。用氧化鈣干燥所得的二氧化碳，并吸收揮發(fā) 出的氯化氫氣體后，回收二氧化碳得到0. 44t 二氧化碳氣體。
反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)罐內(nèi)的料液過濾，蒸發(fā)濃縮，干燥并收集產(chǎn) 品鈣鹽，最后結(jié)晶得到1. 47t CaCL 2貼和1. 52t水。 實施例2:
貝殼與醋酸反應(yīng)
2Cf/3C(9(9if + CaC(93 = (C7/3C(9C>)2 Co + 2(9 + CC>2
原料醋酸質(zhì)量濃度99%;貝殼CaC0:,含量94%重量百分比(同
實施例1);
采用實施例l所述的制備方法，原料具體配比如下采用1.06t
貝殼(含CaCO:, It)消耗99。Z。的醋酸1.21t，得到0. 44t 二氧化碳氣 體，結(jié)晶得到1. 58t (CH:,COO) 2Ca H20和0. Olt水。
權(quán)利要求
1、一種高純度二氧化碳的制備方法，其特征是采用貝殼和酸為原料進行反應(yīng)，一步制得二氧化碳，反應(yīng)離子方程式如下CaCO3+2H+→Ca2++CO2↑+H2O。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其 特征是貝殼除去貝殼表面的泥土等雜物，進行破碎呈16—20目顆 粒狀和粉狀備用；粉碎的顆粒狀貝殼投入到反應(yīng)罐中，在攪拌條件下， 將酸液加入到反應(yīng)器中，控制加酸速度在1—1.5L/h，反應(yīng)進行2—3 小時，檢驗pH，用上階段準備的粉狀貝殼調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)pH至中性； 采用干燥劑干燥所得的二氧化碳，并吸收揮發(fā)出的氯化氫氣體后，回 收二氧化碳產(chǎn)品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純度二氧化碳的制備方法， 其特征是反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)罐內(nèi)的料液過濾，蒸發(fā)濃縮，干燥并 收集副產(chǎn)品鈣鹽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其特征是貝殼采用牡蠣殼、蛤殼、海螺殼、扇貝殼或鮑魚殼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其特征是酸包括無機酸、有機酸及無機廢酸和有機廢酸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其特征是無機酸采用鹽酸或廢鹽酸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其 特征是有機酸采用冰醋酸或廢醋酸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高純度二氧化碳的制備方法，其 特征是干燥C02的干燥劑采用氧化鈣。
全文摘要
一種高純度二氧化碳的制備方法，采用貝殼和酸為原料按1∶2比例進行反應(yīng)，一步制得二氧化碳，反應(yīng)離子方程式如下CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺+CO₂↑+H₂O。本發(fā)明的效果和益處為工藝流程簡單，低成本，生產(chǎn)的二氧化碳純度高。如果將貝殼和酸(也可以是廢酸)反應(yīng)，不僅僅生產(chǎn)出高純度的二氧化碳，并得到副產(chǎn)品鈣鹽，進一步創(chuàng)造經(jīng)濟價值，還能夠解決貝殼污染的問題。本發(fā)明以貝殼為原料生產(chǎn)高純度二氧化碳，由于貝殼中碳酸鈣含量高，雜質(zhì)少，生產(chǎn)出的二氧化碳純度好高，且貝殼屬于廢棄物，屬于廢棄物再生利用，生產(chǎn)的產(chǎn)品價格低廉，并大大減少廢棄貝殼對環(huán)境的污染，具有重要的環(huán)保意義。
文檔編號C01B31/20GK101648708SQ20091001162
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者浩 于, 晨 姜, 港 楊, 林燕蘭, 刃 王, 田麗妍, 秦承歡, 程子洪, 肖莉莉, 趙南南, 辛丘巖, 偉 馬 申請人:大連獐子島漁業(yè)集團股份有限公司;大連理工大學(xué)