Рідкий CO2: що це таке і чому він корисний?
Вуглекислий газ або CO2 – це газ, який ми видихаємо щодня. Це також газ, який міститься в атмосфері, де він діє як парниковий газ і сприяє глобальному потеплінню. Але чи знаєте ви, що CO2 також може існувати як рідина за певних умов? І що рідкий CO2 має багато застосувань у різних галузях і секторах? У цій статті ми розглянемо, що таке рідкий CO2, як він утворюється та для чого його можна використовувати.
Що таке рідкий CO2?
Рідкий CO2, або LCO2, є рідким станом вуглекислого газу. Він утворюється, коли газ CO2 стискається та охолоджується до високого тиску та низької температури. За нормального атмосферного тиску CO2 не може стати рідким. Він може стати лише твердим, тобто те, що ми називаємо сухим льодом. Щоб отримати LCO2, нам потрібно стиснути газ CO2 до рівня вище 5,1 атм (5,2 бар; 75 фунтів на квадратний дюйм) і охолодити його до температури нижче 31,1 градуса (88.0 градусів F) (критична точка) і вище –56,6 градуса (−69,9 градусів F) (потрійна точка).
LCO2 — це безбарвна рідина без запаху, яка має щільність 1101 кг/м3, коли вона перебуває в стані повного насичення при температурі −37 градусів (−35 градусів F). Він має дуже низьку розчинність у воді, коливається від 0.02 до 0,10 % при температурах від −29 градусів (–20 градусів F) до 22,6 градусів (72,7 градусів F) і тиску від 15 до 60 атм.
Як утворюється рідкий CO2?
Рідкий CO2 можна виробляти з різних джерел газу CO2, таких як свердловини природного газу, електростанції, що працюють на вугіллі, процеси бродіння або промислові процеси. Газ CO2 спочатку очищається та висушується для видалення будь-яких домішок і вологи. Потім його стискають і охолоджують за допомогою компресорів і теплообмінників. Потім стиснений і охолоджений газ CO2 потрапляє в резервуар для зберігання або випарник, де стає рідким CO2.
Рідкий CO2 також можна вловлювати з атмосфери за допомогою технології прямого захоплення повітря (DAC), яка використовує хімічні реакції для вилучення CO2 з повітря. Уловлений газ CO2 потім стискається та зріджується за допомогою методів, аналогічних описаним вище. Технологія DAC все ще знаходиться в розробці та має потенціал для зниження концентрації CO2 в атмосфері та пом’якшення зміни клімату.
Для чого використовується рідкий CO2?
Рідкий CO2 має багато застосувань у різних галузях промисловості та секторах, наприклад:
●Їжа та напої: рідкий CO2 можна використовувати для охолодження та заморожування їжі та напоїв, а також для захисту їх від розмноження бактерій і грибків. Рідкий CO2 також можна використовувати для газування напоїв, таких як газована вода, пиво, вино та газована вода, впорскуючи його в рідину під тиском. Рідкий CO2 також може покращити смак і текстуру напоїв, зробивши їх більш кислими та освіжаючими.
●Протипожежний захист: рідкий CO2 можна використовувати як вогнегасник через його протизаймисті властивості. Рідкий CO2 зберігається під тиском у балоні та випускається у вигляді газу, коли це необхідно. Газ працює, витісняючи кисень, який підживлює горіння, і охолоджуючи палаючу поверхню, щоб запобігти подальшому пошкодженню. Рідкий CO2 ефективний для гасіння електричних пожеж і легкозаймистих рідин, таких як нафта, бензин і розчинники.
●Видобуток нафти: рідкий CO2 можна використовувати для підвищення видобутку нафти з нафтових свердловин, закачуючи його в резервуар під високим тиском. Рідкий CO2 змішується з нафтою та зменшує її в’язкість, полегшуючи її витікання зі свердловини. Рідкий CO2 також збільшує об’єм нафти та штовхає її до видобувної свердловини. Цей метод може збільшити коефіцієнт вилучення нафти до 20 %.
●Випічка: рідкий CO2 можна використовувати як розпушувач для випічки хліба, створюючи повітряні кишені в тісті. Рідкий CO2 виробляється дріжджами або харчовою содою, коли вони реагують з цукром або кислотою в тісті. Рідкий CO2 розширюється при нагріванні в духовці, завдяки чому хліб піднімається, стає легким і пухким.
●Уловлювання та зберігання вуглецю: рідкий CO2 можна використовувати як спосіб зберігання вуглекислого газу, який інакше викидався б в атмосферу та сприяв глобальному потеплінню. Рідкий CO2 можна транспортувати трубопроводами або кораблями до підземних або підводних сховищ, де його можна закачувати в пористі породи або солоні водоносні горизонти, які можуть утримувати його назавжди або на тривалий період часу. Цей метод може зменшити вуглецевий слід різних галузей промисловості та секторів, які виробляють велику кількість викидів CO2, таких як виробництво електроенергії, цементу чи сталі.
Це деякі з поширених застосувань рідкого CO2, але є багато інших застосувань, які включають цю універсальну рідину. Наприклад, рідкий CO2 також можна використовувати для зварювання, водопідготовки, виробництва пластмас і тепличного вирощування.
Висновок
Рідкий CO2 — це рідкий стан вуглекислого газу, який утворюється під високим тиском і низькою температурою. Він має багато переваг і використовується в різних галузях і секторах, таких як харчова промисловість і напої, протипожежний захист, видобуток нафти, випічка, а також уловлювання та зберігання вуглецю. Рідкий CO2 є цінною та корисною речовиною, яка може покращити якість життя та навколишнього середовища.
