Tekutý CO2: Co to je a proč je to užitečné?
Oxid uhličitý neboli CO2 je plyn, který vydechujeme každý den. Je to také plyn, který se nachází v atmosféře, kde působí jako skleníkový plyn a přispívá ke globálnímu oteplování. Věděli jste ale, že CO2 může za určitých podmínek existovat i jako kapalina? A že kapalný CO2 má mnoho aplikací v různých průmyslových odvětvích a sektorech? V tomto článku prozkoumáme, co je to kapalný CO2, jak se vyrábí a k čemu se dá použít.
Co je to kapalný CO2?
Kapalný CO2 nebo LCO2 je kapalný stav oxidu uhličitého. Vzniká, když se plynný CO2 stlačí a ochladí na vysoký tlak a nízkou teplotu. Za normálního atmosférického tlaku se plyn CO2 nemůže stát kapalným. Může se stát pouze pevným, čemuž říkáme suchý led. Abychom vyrobili LCO2, musíme stlačit plyn CO2 nad 5,1 atm (5,2 bar; 75 psi) a ochladit jej pod 31,1 stupně (88.0 stupňů F) (kritický bod) a nad -56,6 stupně (-69,9 stupně F) (trojitý bod).
LCO2 je bezbarvá kapalina bez zápachu, která má hustotu 1101 kg/m3 při plném nasycení při teplotě -37 stupňů (-35 stupňů F). Má velmi nízkou rozpustnost ve vodě, v rozmezí od 0,02 do 0,10 % při teplotách od -29 stupňů (-20 stupňů F) do 22,6 stupňů (72,7 stupňů F) a tlacích od 15 do 60 atm.
Jak se vyrábí kapalný CO2?
Kapalný CO2 lze vyrábět z různých zdrojů plynného CO2, jako jsou vrty na zemní plyn, uhelné elektrárny, fermentační procesy nebo průmyslové procesy. Plynný CO2 se nejprve čistí a suší, aby se odstranily veškeré nečistoty a vlhkost. Poté se stlačí a ochladí pomocí kompresorů a výměníků tepla. Stlačený a ochlazený plyn CO2 pak vstupuje do skladovací nádrže nebo odpařovače, kde se stává kapalným CO2.
Kapalný CO2 lze také zachytit z atmosféry pomocí technologie přímého zachycování vzduchu (DAC), která využívá chemické reakce k extrakci CO2 ze vzduchu. Zachycený plynný CO2 je poté stlačen a zkapalněn pomocí podobných metod jako výše. Technologie DAC je stále ve vývoji a má potenciál snížit koncentraci CO2 v atmosféře a zmírnit změnu klimatu.
Jaké je využití kapalného CO2?
Kapalný CO2 má mnoho použití v různých průmyslových odvětvích a sektorech, jako jsou:
●Potraviny a nápoje: Tekutý CO2 lze použít k chlazení a zmrazování potravin a nápojů a také k jejich ochraně před růstem bakterií a plísní. Kapalný CO2 lze také použít k sycení nápojů, jako je soda, pivo, víno a perlivá voda, vstřikováním do kapaliny pod tlakem. Tekutý CO2 může také zlepšit chuť a texturu nápojů tím, že je okyselí a osvěží.
●Požární ochrana: Kapalný CO2 může být použit jako hasicí přístroj kvůli jeho protihořlavým vlastnostem. Kapalný CO2 je uložen pod tlakem v láhvi a v případě potřeby se uvolňuje jako plyn. Plyn funguje tak, že vytěsňuje kyslík, který pohání hoření, a ochlazuje hořící povrch, aby se zabránilo dalšímu poškození. Kapalný CO2 je účinný pro hašení elektrických požárů a hořlavých kapalin, jako je olej, benzín a rozpouštědla.
●Rekuperace ropy: Tekutý CO2 lze použít ke zlepšení získávání ropy z ropných vrtů jeho vstřikováním do zásobníku pod vysokým tlakem. Kapalný CO2 se mísí s olejem a snižuje jeho viskozitu, což usnadňuje vytékání z vrtu. Kapalný CO2 také rozšiřuje objem ropy a tlačí ji směrem k těžebnímu vrtu. Tato metoda může zvýšit míru regenerace oleje až o 20 %.
●Pečení: Tekutý CO2 lze použít jako kypřící prostředek pro pečení chleba vytvořením vzduchových kapes v těstě. Tekutý CO2 je produkován kvasnicemi nebo jedlou sodou, když reagují s cukrem nebo kyselinou v těstě. Tekutý CO2 se při zahřívání v troubě rozpíná, chléb nakyne a stane se lehkým a nadýchaným.
●Zachycování a ukládání uhlíku: Kapalný CO2 lze použít jako způsob ukládání oxidu uhličitého, který by se jinak uvolnil do atmosféry a přispěl ke globálnímu oteplování. Kapalný CO2 může být přepravován potrubím nebo loděmi do podzemních nebo podmořských úložišť, kde může být injektován do porézních hornin nebo solných akviferů, které jej mohou trvale nebo na dlouhou dobu zachytit. Tato metoda může snížit uhlíkovou stopu různých průmyslových odvětví a sektorů, které produkují velké množství emisí CO2, jako je výroba elektřiny, výroba cementu nebo výroba oceli.
Toto jsou některá z běžných použití kapalného CO2, ale existuje mnohem více aplikací, které zahrnují tuto univerzální kapalinu. Kapalný CO2 lze například použít také pro svařování, úpravu vody, výrobu plastů a pěstování ve skleníku.
Závěr
Kapalný CO2 je kapalný stav oxidu uhličitého, který vzniká za vysokého tlaku a nízké teploty. Má mnoho výhod a použití v různých průmyslových odvětvích a sektorech, jako jsou potraviny a nápoje, požární ochrana, regenerace ropy, pečení a zachycování a skladování uhlíku. Kapalný CO2 je cenná a užitečná látka, která může zlepšit kvalitu života a životního prostředí.
