Сжатый CO2 и сжатый воздух
В чем разница между CO2 и сжатым воздухом?
Как и обычный воздух, диоксид углерода (CO2) также может быть сжат. И хотя оба вещества являются газами, на этом основные сходства заканчиваются. Между ними много различий, поэтому давайте рассмотрим, что отличает их друг от друга.
Простота сжатия воздуха по сравнению со сжатием CO2
С технической точки зрения мы считаем, что сжатие CO2 проще, чем сжатие воздуха, что означает, что при нем вырабатывается меньше тепла и, таким образом, требуется меньше оборудования, используемого для сжатия. Однако этот процесс сжатия также создает определенные сложности.
Одной из них является образование влаги. В случае сжатого воздуха это обычно не представляет собой серьезную проблему при надлежащем осуществлении слива. Однако влага, образующаяся при сжатии диоксида углерода, образует угольную кислоту. В результате требуется принимать некоторые меры предосторожности для предотвращения коррозии оборудования. К ним относятся использование компонентов из нержавеющей стали или материалов со специальным покрытием при возможности их контакта с конденсатом.
Поскольку CO2 является более тяжелой молекулой, он может генерировать более высокие уровни вибрации и, если он сжимается слишком сильно (т. е. под высоким давлением), он может превратиться в жидкость, что может привести к повреждению компрессора.
Углекислый газ имеет плотность 1,5 при 0° C по сравнению с воздухом.
Плотность углекислого газа при нормальных условиях давления и температуры составляет 1,977 кг/м3.
ВОЗДУХ 1,29 кг/м3 – CO2 1,97 кг/м3.
Как сжижать CO2?
Как выбрать давление для сжижения CO2 между тройной точкой (5,18 бар, -56,6 °C) и критической точкой (73,8 бар, 31,1 °C)? Существует множество различных параметров, и на эксплуатационные расходы влияют система сжижения, система сжатия, резервуары для хранения, устройство переноса CO2 и т. д. Обычно хорошее соотношение – около 15 / 20 бар (соответствует температуре сжижения -27 °C / -20 °C)
Конструкция компрессора СО2 и воздушного компрессора
Это подводит нас к аппаратному обеспечению.
С первого взгляда лицам, не являющимся специалистами, сложно отличить воздушный компрессор от компрессора CO2. Однако с точки зрения внутреннего устройства между ними имеются некоторые различия:
- Как уже упоминалось ранее, компрессор CO2 изготавливается из нержавеющей стали, что защитит его от коррозии.
- Как правило, он крупнее и надежнее воздушного компрессора, что позволяет ему справляться с потенциально более высокими нагрузками и вибрациями.
- Компрессор CO2 не имеет прямой входной линии. Поскольку газ поступает из источника CO2, обычно перед подачей в компрессор используется система впуска, в которой происходит обработка CO2.
Забота об окружающей среде
Как понятно из названия, сжатый воздух – это просто окружающий воздух, который был сжат. Это означает, что его можно выпустить обратно в атмосферу (намеренно, через оборудование или непреднамеренно, в результате утечек в системе сжатого воздуха) в любой момент, не причиняя вреда окружающей среде.
Однако диоксид углерода является вредным парниковым газом, и его выброса в атмосферу по возможности следует избегать. Кроме того, в то время как сжатый воздух безопасен для дыхания, скопление углекислого газа в замкнутом пространстве представляет опасность для здоровья находящихся поблизости людей.
Во избежание выброса диоксида углерода в атмосферу его можно хранить и/или использовать повторно в других областях применения.
Использование сжатого воздуха в сравнении с использованием сжатого диоксида углерода
Еще одно существенное различие заключается в том, как воздух и CO2 используются при сжатии.
Как правило, сжатый воздух используется, например, для подачи питания на пневматический инструмент, для транспортировки материалов, управления тормозом и т. д.
Углекислый газ, с другой стороны, сжимается для упрощения перемещения или хранения. После сжатия CO2 можно использовать для производства газированных напитков, для создания инертной атмосферы в определенных процессах или в качестве сырья для химических реакций.
Зачем нужно сжатие CO2?
В то время как некоторые производители диоксида углерода повторно используют или собирают CO2 (с помощью компрессоров CO2), большинство других просто выпускают его в воздух. Однако в результате возникновения экологических проблем, налогов и все более строгих нормативных требований так называемое улавливание углерода становится все более популярным, устойчивым и менее дорогим вариантом. Следовательно, в любых областях применения, требующих улавливания CO2, необходимо установить компрессор CO2.
