Kvapalný CO2: Čo to je a prečo je to užitočné?
Oxid uhličitý alebo CO2 je plyn, ktorý vydýchneme každý deň. Je to tiež plyn, ktorý sa nachádza v atmosfére, kde pôsobí ako skleníkový plyn a prispieva ku globálnemu otepľovaniu. Vedeli ste však, že CO2 môže za určitých podmienok existovať aj ako kvapalina? A že tekutý CO2 má veľa aplikácií v rôznych odvetviach a sektoroch? V tomto článku sa pozrieme na to, čo je kvapalný CO2, ako sa vyrába a na čo sa dá použiť.
Čo je tekutý CO2?
Kvapalný CO2 alebo LCO2 je kvapalný stav oxidu uhličitého. Vzniká, keď sa plynný CO2 stlačí a ochladí na vysoký tlak a nízku teplotu. Za normálneho atmosférického tlaku sa CO2 nemôže stať kvapalným. Môže sa stať iba pevným, čo nazývame suchý ľad. Na výrobu LCO2 musíme stlačiť plyn CO2 nad 5,1 atm (5,2 bar; 75 psi) a ochladiť ho pod 31,1 stupňa (88.0 stupňov F) (kritický bod) a nad -56,6 stupňa (-69,9 stupňa F) (trojitý bod).
LCO2 je bezfarebná kvapalina bez zápachu, ktorá má hustotu 1101 kg/m3, keď je úplne nasýtená pri teplote -37 stupňov (-35 stupňov F). Má veľmi nízku rozpustnosť vo vode, ktorá sa pohybuje od 0,02 do 0,10 % pri teplotách od -29 stupňov (-20 stupňov F) do 22,6 stupňov (72,7 stupňov F) a tlakoch od 15 do 60 atm.
Ako sa vyrába kvapalný CO2?
Kvapalný CO2 sa môže vyrábať z rôznych zdrojov plynu CO2, ako sú studne zemného plynu, uhoľné elektrárne, fermentačné procesy alebo priemyselné procesy. Plynný CO2 sa najskôr čistí a suší, aby sa odstránili všetky nečistoty a vlhkosť. Potom sa stlačí a ochladí pomocou kompresorov a výmenníkov tepla. Stlačený a ochladený plyn CO2 potom vstupuje do zásobníka alebo výparníka, kde sa stáva kvapalným CO2.
Kvapalný CO2 je možné zachytiť aj z atmosféry pomocou technológie priameho zachytávania vzduchu (DAC), ktorá využíva chemické reakcie na extrakciu CO2 zo vzduchu. Zachytený plynný CO2 je potom stlačený a skvapalnený použitím podobných metód ako vyššie. Technológia DAC je stále vo vývoji a má potenciál znížiť koncentráciu CO2 v atmosfére a zmierniť klimatické zmeny.
Aké sú využitie kvapalného CO2?
Kvapalný CO2 má mnoho použití v rôznych priemyselných odvetviach a sektoroch, ako napríklad:
●Jedlo a nápoje: Kvapalný CO2 možno použiť na chladenie a mrazenie potravín a nápojov, ako aj na ich ochranu pred rastom baktérií a húb. Kvapalný CO2 sa môže použiť aj na sýtenie nápojov, ako je sóda, pivo, víno a perlivá voda, vstrekovaním do kvapaliny pod tlakom. Kvapalný CO2 môže tiež zlepšiť chuť a textúru nápojov tým, že ich urobí kyslejšími a osviežujúcimi.
●Protipožiarna ochrana: Kvapalný CO2 sa môže použiť ako hasiaci prístroj, pretože má protihorľavé vlastnosti. Kvapalný CO2 sa skladuje pod tlakom vo fľaši a v prípade potreby sa uvoľňuje ako plyn. Plyn funguje tak, že vytláča kyslík, ktorý poháňa spaľovanie, a ochladzuje horiaci povrch, aby sa zabránilo ďalšiemu poškodeniu. Kvapalný CO2 je účinný na hasenie elektrických požiarov a horľavých kvapalín, ako je olej, benzín a rozpúšťadlá.
●Rekuperácia ropy: Kvapalný CO2 možno použiť na zlepšenie získavania ropy z ropných vrtov vstrekovaním do zásobníka pod vysokým tlakom. Kvapalný CO2 sa mieša s ropou a znižuje jej viskozitu, čím uľahčuje vytekanie z vrtu. Kvapalný CO2 tiež rozširuje objem ropy a tlačí ju smerom k ťažobnému vrtu. Táto metóda môže zvýšiť mieru regenerácie oleja až o 20 %.
●Pečenie: Tekutý CO2 možno použiť ako kypriaci prostriedok na pečenie chleba vytvorením vzduchových vreciek v ceste. Kvapalný CO2 vzniká droždím alebo sódou bikarbónou, keď reagujú s cukrom alebo kyselinou v ceste. Kvapalný CO2 sa pri zahriatí v rúre rozťahuje, chlieb kysne a stáva sa ľahkým a nadýchaným.
●Zachytávanie a ukladanie uhlíka: Kvapalný CO2 možno použiť ako spôsob ukladania oxidu uhličitého, ktorý by sa inak uvoľnil do atmosféry a prispel ku globálnemu otepľovaniu. Kvapalný CO2 sa môže prepravovať potrubím alebo loďami do podzemných alebo podmorských úložísk, kde sa môže vstrekovať do poréznych hornín alebo slaných vodonosných vrstiev, ktoré ho môžu zachytiť natrvalo alebo na dlhé časové obdobia. Táto metóda môže znížiť uhlíkovú stopu rôznych priemyselných odvetví a sektorov, ktoré produkujú veľké množstvo emisií CO2, ako je výroba energie, výroba cementu alebo výroba ocele.
Toto sú niektoré z bežných použití kvapalného CO2, ale existuje oveľa viac aplikácií, ktoré zahŕňajú túto všestrannú kvapalinu. Kvapalný CO2 možno napríklad použiť aj na zváranie, úpravu vody, výrobu plastov a pestovanie v skleníkoch.
Záver
Kvapalný CO2 je kvapalný stav oxidu uhličitého, ktorý vzniká pod vysokým tlakom a nízkou teplotou. Má mnoho výhod a použití v rôznych priemyselných odvetviach a sektoroch, ako sú potraviny a nápoje, požiarna ochrana, získavanie ropy, pečenie a zachytávanie a skladovanie uhlíka. Kvapalný CO2 je cenná a užitočná látka, ktorá môže zlepšiť kvalitu života a životného prostredia.
