工业二氧化碳（Industrial Carbon Dioxide, CO₂）
工业二氧化碳是一种无色、无味、不可燃的气体，化学式为 CO₂，广泛应用于食品加工、焊接、化工、消防等领域。工业级CO₂的纯度通常为 99.5%~99.99%，根据用途不同可分为 气态、液态和固态（干冰） 三种形式。
1. 工业CO₂的生产方法
(1) 化工副产回收
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合成氨/制氢尾气：从石油化工、合成氨厂废气中回收CO₂，再经提纯液化。
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发酵过程：酒精、啤酒发酵时产生大量CO₂，可收集纯化后使用（食品级）。
(2) 燃烧法
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燃煤/燃气电厂烟气：通过胺吸收法（如MEA）或膜分离技术捕集CO₂，需进一步提纯。
(3) 天然CO₂气田
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部分地下天然CO₂储层（纯度较高，可直接开采利用）。
(4) 石灰石煅烧
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石灰石（CaCO₃）高温分解生成CO₂和生石灰（CaO），但能耗较高。
2. 工业CO₂的应用领域
(1) 食品与饮料行业
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碳酸饮料（如可乐、啤酒）的充气添加剂。
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食品保鲜：抑制细菌生长（如冷链运输、气调包装）。
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冷冻干燥：干冰（-78.5℃）用于速冻食品、医药制品。
(2) 焊接与金属加工
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MAG焊接（活性气体保护焊）：CO₂与氩气混合（如80%Ar + 20%CO₂）提高焊接熔深。
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激光切割：部分金属切割使用CO₂激光器（10.6μm波长）。
(3) 化工与石油
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尿素生产：CO₂与氨反应生成尿素（化肥）。
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EOR（提高石油采收率）：向油井注入CO₂驱油。
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合成甲醇、碳酸盐：化工原料。
(4) 环保与消防
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污水处理：调节pH值，中和碱性废水。
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消防灭火：高压CO₂灭火系统（适用于电气火灾）。
(5) 其他应用
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制冷剂：干冰用于低温冷却（如实验室、冷链物流）。
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植物温室：农业大棚CO₂施肥（促进光合作用）。
3. 工业CO₂的储存与运输
| 形式 | 特点 |
|---|---|
| 高压气态CO₂ | 储存在钢瓶（中国标准为铝白色），压力约5-7MPa，适用于小规模使用。 |
| 液态CO₂ | 低温储罐（-20℃~-18℃），压力约2MPa，需保温，槽车运输（大规模工业供应）。 |
| 干冰（固态） | -78.5℃低温块状或颗粒，需专用保温箱运输（短期保存）。 |
4. 工业CO₂ vs. 食品级CO₂
| 特性 | 工业CO₂ | 食品级CO₂ |
|---|---|---|
| 纯度 | ≥99.5%（含微量硫、烃类） | ≥99.9%（高纯，无有害杂质） |
| 卫生标准 | 未严格除菌、除油 | 符合GB 1886.228-2016 |
| 用途 | 焊接、化工、消防 | 饮料、食品加工、医药 |
注意：工业CO₂不可直接用于食品！食品级CO₂需经过脱硫、脱烃、除菌等处理。
5. 安全注意事项
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窒息风险：高浓度CO₂会降低空气中氧含量（密闭空间需通风）。
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高压与低温危险：
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液态CO₂泄漏可能导致冻伤。
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钢瓶受热可能超压爆炸（储存温度＜50℃）。
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干冰操作：
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直接接触皮肤会导致冻伤（需戴隔热手套）。
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干冰升华时CO₂浓度升高，需避免密闭空间大量使用。
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6. 相关标准
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中国：
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GB/T 6052-2011《工业液体二氧化碳》
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GB 1886.228-2016《食品安全国家标准 食品添加剂 二氧化碳》
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国际：
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ISO 5923:1989（灭火用CO₂标准）
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FDA 21 CFR 184.1240（食品级CO₂规范）
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总结
工业CO₂是重要的工业气体，广泛应用于焊接、食品、化工和环保领域。根据用途选择合适纯度（工业级或食品级）和形态（气态、液态或干冰）。操作时需注意 高压、低温和窒息风险，确保安全使用。
