ก๊าซอัด: ความเสี่ยงของการบีบอัด CO2 และ H2O ผสม
ในขอบเขตของ วิศวกรรมการบีบอัดของส่วนผสมก๊าซเป็นกระบวนการที่พบได้ทั่วไปแต่ซับซ้อนซึ่งต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับคุณสมบัติและพฤติกรรมของก๊าซที่เกี่ยวข้อง วันนี้เราเจาะลึกรายละเอียดของการบีบอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อผสมกับน้ำ (H2 O)สถานการณ์ที่นำเสนอความท้าทายและความเสี่ยงที่ไม่เหมือนใคร
ลักษณะของ CO2
CO2 เป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่นและมองไม่เห็นซึ่งหนักกว่าอากาศแวดล้อม
ที่อุณหภูมิห้อง (20°C) และความดัน (บาบาร่า 1) จะมีอยู่เป็นก๊าซแต่พฤติกรรมของมันจะเปลี่ยนไปเมื่อรวมกับน้ำ ในกรณีที่ความเข้มข้นของ H 2 O มากกว่า 2,33% ปริมาตรน้ำจะเริ่มยุบตัวและเกิดหยดน้ำ
การควบแน่นของก๊าซ H2O ยังเกิดขึ้นเช่นเมื่อส่วนผสมของก๊าซที่อิ่มตัวและร้อนเย็นลงด้วยอาฟเตอร์คูลเลอร์ระหว่างหรือหลังการบีบอัด
เมื่อมีของเหลว H 2 O อยู่ส่วนผสมจะก่อตัวเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) ซึ่งเป็นความสมดุลระหว่าง CO2ของเหลว H2O และ HCO3- ไอออน สมดุลนี้ได้รับอิทธิพลจากแรงดันบางส่วนของ CO2ซึ่งกำหนดปริมาณ CO2 ที่ยังคงเป็นก๊าซหรือแปลงเป็นไอออน HCO 3 ในคอนเดนเสท
ยิ่ง HCO3- ไอออนละลายมากเท่าใดคอนเดนเสทก็จะยิ่งมีความเป็นกรดมากขึ้นเท่านั้น
ความเสี่ยงที่เป็นกรดที่เกี่ยวข้อง
ความเสี่ยงหลักในการบีบอัด ส่วนผสม CO 2 และ H 2 O อยู่ในการก่อตัวของกรด เมื่อ CO2 สัมผัสกับน้ำจะเกิดกรดคาร์บอนิกซึ่งอาจมีฤทธิ์กัดกร่อนกับวัสดุที่ใช้ในห้องอัดหรือสถานที่ใดๆที่อาจเกิดการควบแน่น
นี่คือเหตุผลว่าทำไมการใช้สแตนเลสสตีลในการก่อสร้างคอมเพรสเซอร์และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ สแตนเลสมีความต้านทานต่อลักษณะการกัดกร่อนของกรดที่เกิดขึ้นในระหว่างการบีบอัดและการระบายความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของเครื่องจักร
สแตนเลส
สแตนเลสมีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนซึ่งเป็นหลักเนื่องจากการ ปรากฏตัวของโครเมียมตามคำจำกัดความเหล็กกล้าไร้สนิมจะต้องมี 5 ปริมาณโครเมียมอย่างน้อย 10% ตามน้ำหนักความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสสามารถ เพิ่มขึ้นได้ด้วยการเพิ่มองค์ประกอบอัลลอยด์อื่นๆเช่นนิกเกิลโมลิบดีนัมไนโตรเจนและไทเทเนียม
ตัวอย่างเช่นสแตนเลสสตีล AISI 304 8.074 ลิตรมีโครเมียม 18% และนิกเกิล 111% ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและสมบัติเชิงกลที่มีความแข็งแรงผลผลิต 351 N/mm² และความต้านทานแรงดึง 619 N/mm² นอกจากนี้ยังมีข้อสังเกตสำหรับปริมาณคาร์บอนต่ำซึ่งจะช่วยป้องกันการกัดกร่อนระหว่างเม็ดหลังจากการเชื่อม
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สแตนเลสเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานจำนวนมากรวมถึงในอุตสาหกรรมการแพทย์การแปรรูปอาหารและการก่อสร้างซึ่งความทนทานและสุขอนามัยเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
ความเสี่ยงจากของเหลวที่เกี่ยวข้อง
ประการที่สองและมีความสำคัญอย่างเท่าเทียมกันความเสี่ยงที่จะต้องพิจารณาเมื่อจัดการกับส่วนผสมของก๊าซซึ่งรวมถึง H 2 O เป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของหยดของเหลวก่อนการบีบอัด หยดของเหลวเหล่านี้สามารถบีบอัดได้น้อยกว่าเมื่อเทียบกับก๊าซ เมื่อพวกเขาเข้าไปในห้องอัดของคอมเพรสเซอร์แบบปริมาตรแรงที่จะต้องบีบอัดอาจเกินกว่าที่คอมเพรสเซอร์แบบแก๊สได้รับการออกแบบมา
ซึ่งอาจส่งผลให้เพลาข้อเหวี่ยงเกิดความเสียหายก้านลูกสูบหรือความเสียหายทางกลไกอื่นๆ
เพื่อลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัด CO2 เปียก - และ CO2 อิ่มตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะใช้
ตัวแยกทางเข้า
- อุปกรณ์นี้จะป้องกันไม่ให้น้ำเหลวเข้าไปในห้องบีบอัดปกป้องกระบอกสูบวาล์วและลูกสูบจากความเสียหาย
- นอกจากนี้ยังรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของคอมเพรสเซอร์ก๊าซภายใต้การใช้งานที่ต้องการ
ความเสี่ยงด้านความร้อนที่เกี่ยวข้อง
อีกแง่มุมหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือความร้อนเฉพาะของส่วนผสมก๊าซ ความร้อนเฉพาะระบุว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดในการเปลี่ยนอุณหภูมิของก๊าซการ บีบอัดอากาศแวดล้อมในปริมาณเท่ากันหรือ CO2 บริสุทธิ์ จะส่งผลให้อุณหภูมิของก๊าซแตกต่างกันที่แรงดันทางออกเดียวกัน
ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับคุณสมบัตินี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปรับกระบวนการบีบอัดอย่างละเอียดและข้อกำหนดการระบายความร้อนที่เกี่ยวข้องเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ระบบระบายความร้อนระหว่างและอาฟเตอร์คูลเลอร์ที่มีขนาดเหมาะสมจะทำให้คอมเพรสเซอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และลดต้นทุนการใช้งานให้เหลือน้อยที่สุด
บทสรุป
การบีบอัดส่วนผสม CO 2 และ H 2 O เป็นงานที่ต้องคำนึงถึงคุณสมบัติของก๊าซที่เกี่ยวข้อง
ด้วยการใช้วัสดุที่เหมาะสมเช่นสแตนเลสและใช้มาตรการด้านความปลอดภัยเช่นตัวแยกทางเข้าวิศวกรสามารถจัดการความเสี่ยงได้อย่างมีประสิทธิภาพและมั่นใจได้ถึงการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ