[发明专利]一种高纯度二氧化碳的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于无机化工领域，涉及二氧化碳的制备方法。

背景技术：

二氧化碳具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应 用，是一种非常宝贵的资源。不仅广泛应用在石油开采、冶金、焊接、 低温冷煤、机械制造、人工降雨、消防、化工、造纸、农业、食品业、 医疗卫生等方面，还可应用于超临界溶剂、生物工程、激光技术、核 工业等尖端高科技领域。近年来开发出的新用途如棚菜气肥、蔬菜(肉 类)保鲜、生产可降解塑料等也展现良好的发展前景。

制备高纯度二氧化碳的方法，公开号CN1152547A，公开日1997 年6月25日，由燃烧的含氧燃料的玻璃制造炉的废气通过一系列步 骤制备食品级二氧化碳，但是工艺繁琐，成本高，不适合推广使用。 农用二氧化碳的制备方法及设备，公开号CN1203190A，公开日1998 年12月30日，由五氧化二磷和碳酸氢铵制备二氧化碳，制备的二氧 化碳仅作为农用，无法达到食品级。

我国湖泊众多，海域辽阔，贝类资源丰富，随着海产品养殖业的 发展，一些海边堆积大量贝壳，沿海城市海产品加工厂和生活垃圾中 也抛弃数量可观的贝壳。目前虽然人们已知道贝壳中含有95％的碳酸 钙和余量的壳质素，但仍主要将贝壳用于工艺品或饰品制作，最近新 研究有作为山林养料，其余均成为废弃物。仅就大连市为例，每年所 产生的贝壳约是全年生活垃圾堆的五分之一，数量约为十八万吨。这 些废弃的贝壳除工艺品采用一些美观的贝壳外，大部分没有得到利 用，不仅降低了水产品的经济价值，还污染环境。

发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种高纯度二氧化碳的 制备方法，合成方法简单，原料易得，且为废物利用，环保。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高纯度二氧化 碳的制备方法，采用贝壳和酸为原料按1∶2比例进行反应，一步制 得二氧化碳，反应离子方程式如下：CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺+CO₂↑+H₂O。

所述贝壳除去贝壳表面的泥土等杂物，进行破碎呈16-20目的 颗粒状和粉状备用；粉碎的颗粒状贝壳投入到反应罐中，在搅拌条件 下，将酸液加入到反应器中，控制加酸速度在1-1.5L/h，反应进行 2-3小时，检验pH，用上阶段准备的粉状贝壳调节反应罐内pH至中 性；采用干燥剂干燥所得的二氧化碳，并吸收挥发出的氯化氢气体后， 回收二氧化碳产品。

所述反应结束后，将反应罐内的料液过滤，蒸发浓缩，干燥并收 集副产品钙盐。

所述的贝壳包括所有的贝壳，如牡蛎壳、蛤壳、海螺壳、扇贝壳、 鲍鱼壳。

所述的酸包括无机酸、有机酸及无机废酸和有机废酸。

所述无机酸采用盐酸或废盐酸。

所述有机酸采用冰醋酸或废醋酸。

所述干燥CO₂的干燥剂采用氧化钙。

本发明的效果和益处工艺流程简单，低成本，生产的二氧化碳纯 度高。如果将贝壳和酸(也可以是废酸)反应，不仅仅生产出高纯度 的二氧化碳，并得到副产品钙盐，进一步创造经济价值，还能够解决 贝壳污染的问题。本发明以贝壳为原料生产高纯度二氧化碳，由于贝 壳中碳酸钙含量高，杂质少，生产出的二氧化碳纯度好高，且贝壳属 于废弃物，属于废弃物再生利用，生产的产品价格低廉，并大大减少 废弃贝壳对环境的污染，具有重要的环保意义。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不 局限于具体实施例。

实施例1：

采用贝壳与纯盐酸反应制备高纯度二氧化碳，具体反应式如下：

CaCO₃+2HCl＝CaCl₂+CO₂+H₂O

具体制备工艺：原料盐酸：质量浓度为30％；贝壳(其中CaCO₃含量：94％重量)；贝壳包括所有的贝壳，如牡蛎壳、蛤壳、海螺壳、 扇贝壳、鲍鱼壳，单一种类贝壳或混合种类贝壳均可以。