ثاني أكسيد الكربون المضغوط مقابل الهواء المضغوط
ما الفرق بين ثاني أكسيد الكربون والهواء المضغوط؟
كما هو الحال مع الهواء العادي، من الممكن أيضًا ضغط ثاني أكسيد الكربون. وعلى الرغم من أنهما يصنفان ضمن الغازات، هذه هي نقطة التشابه الوحيدة بين الاثنين. بالمقابل، ثمة فروقات كثيرة بينهما، لذا فلنلقِ نظرة على الفروقات التي تميزهما.
سهولة ضغط الهواء مقارنةً بضغط ثاني أكسيد الكربون
من الناحية الفنية، نعتبر أن ضغط ثاني أكسيد الكربون أسهل من ضغط الهواء، ما يعني أنه ينتج حرارة أقل، وبالتالي تترتب عليه متطلبات أقل من المعدات المستخدمة للضغط. ومع ذلك، تفرض عملية الضغط هذه تحديات أيضًا.
ويكمن أحد هذه التحديات في الرطوبة التي تصدر عن العملية. في الواقع، في حالة الهواء المضغوط، لا يمثل هذا بشكل عام أي مشكلة كبيرة، نظرًا إلى أننا نقوم بتصريفه بشكل صحيح. لكن الرطوبة التي يتم توليدها خلال ضغط ثاني أكسيد الكربون تتسبب في إنتاج حمض الكربونيك. ونتيجةً لذلك، يجب اتخاذ بعض الاحتياطات لمنع تآكل المعدات. وتشمل هذه الاحتياطات استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو المواد المغطاة بطبقات خاصة للمكونات التي قد تلامس نواتج التكثيف.
ولأن ثاني أكسيد الكربون جزيء أثقل بطبيعته، من الممكن أن يولّد أيضًا مستويات أعلى من الاهتزازات، وإذا تم ضغطه بإفراط (أي عند الضغط العالي)، فقد يتحول إلى سائل، الأمر الذي قد يؤدي إلى تلف الضاغط.
تبلغ كثافة ثاني أكسيد الكربون 1,5 عند حرارة 0 درجة مئوية مقارنةً بالهواء.
وفي ظروف الضغط ودرجة الحرارة العادية، تبلغ كثافة ثاني أكسيد الكربون 1,977 كجم / م3.
الهواء 1,29 كجم/م3 – ثاني أكسيد الكربون 1,97 كجم/م3.
كيف يمكن تسييل ثاني أكسيد الكربون؟
كيف يتم اختيار الضغط المناسب لتسييل ثاني أكسيد الكربون بين النقطة الثلاثية (عند 5,18 بار و-56,6 درجة مئوية) والنقطة الحرجة (عند 73,8 بار و31,1 درجة مئوية)؟ يتوفر الكثير من المعلمات المختلفة، وتتأثر تكلفة دورة الحياة بنظام التسييل ونظام الضغط وخزانات التخزين ووسيلة نقل ثاني أكسيد الكربون وغير ذلك. عادة، تبلغ القيمة المقبولة حوالي 15 / 20 بار (ما يعادل درجة حرارة تسييل تبلغ -27 / -20 درجة مئوية)
تصميم ضاغط ثاني أكسيد الكربون مقابل تصميم ضاغط الهواء
يجب أن نتحدث هنا عن الأجهزة.
من الخارج، قد يصعب على الناظر العادي التفريق بين ضاغط الهواء وضاغط ثاني أكسيد الكربون. ولكن في الحقيقة، ثمة بعض الفروقات بين الجهازين من الداخل:
- كما ذكرنا سابقًا، سيتميز ضاغط ثاني أكسيد الكربون بمزيد من الفولاذ المقاوم للصدأ لحمايته من التآكل.
- وعادةً ما يكون أيضًا أكبر وأكثر قوةً من ضاغط الهواء ليتمكن من تحمل الضغوطات والاهتزازات الأعلى التي قد تحدث.
- بالإضافة إلى ذلك، لا يحتوي ضاغط ثاني أكسيد الكربون على خط إدخال مباشر. وبما أنه يحتاج إلى الحصول على الغاز من مصدر لثاني أكسيد الكربون، فإنه يحتوي عادةً على نظام إدخال تتم فيه معالجة ثاني أكسيد الكربون قبل أن يصل إلى الضاغط.
المخاوف البيئية
كما يوحي الاسم، الهواء المضغوط هو مجرد هواء محيط تم ضغطه. وهذا يعني أنه من الممكن إعادة إطلاقه في الغلاف الجوي (سواءٌ أكان ذلك عن قصد عبر قطعة من المعدات أم عن غير قصد بسبب حدوث تسربات في نظام الهواء المضغوط) في أي مرحلة من دون التسبب بأي ضرر.
ولكن من الناحية الأخرى، يشكل ثاني أكسيد الكربون أحد غازات الاحتباس الحراري الضارة، ويجب تجنب إطلاقه في الغلاف الجوي إن أمكن. بالإضافة إلى ذلك، وعلى الرغم من أن تنفس الهواء الذي يتم ضغطه آمن، يشكل تراكم ثاني أكسيد الكربون في مكان مغلق خطراً على صحة أي شخصٍ قريب.
ولتجنب إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، من الممكن تخزينه و/أو إعادة استخدامه في تطبيقات أخرى.
استخدامات الهواء المضغوط مقابل استخدامات ثاني أكسيد الكربون المضغوط
يتمثل أحد الفروقات الأساسية بين الاثنين في طريقة استعمال كلٍّ من الهواء وثاني أكسيد الكربون عند ضغطهما.
بشكل عام، يتم ضغط الهواء لاستخدامه لأغراض متعددة، أي على سبيل المثال ، لتشغيل أداة هوائية أو نقل المواد أو تشغيل الفرامل، إلخ.
أما ثاني أكسيد الكربون، فيتم ضغطه لتسهيل نقله أو تخزينه. وبمجرد ضغط ثاني أكسيد الكربون، يمكن استخدامه كوسيلة لكربنة المشروبات أو لإنشاء أجواء خاملة في عمليات محددة أو كمادة خام للتفاعلات الكيميائية.
لماذا يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون الآن؟
في حين أن بعض منتجي ثاني أكسيد الكربون يعيدون استخدام ثاني أكسيد الكربون أو التقاطه (باستخدام ضواغط ثاني أكسيد الكربون لهذا الغرض)، لا يزال معظم المنتجين الآخرين يطلقونه في الهواء بكل بساطة. ولكن، نتيجةً للمخاوف البيئية والضرائب واللوائح المتزايدة الصرامة، تزايدت شعبية العملية المسماة بالتقاط الكربون، وصارت خيارًا مستدامًا وأقل تكلفة. وطبعًا، أينما وجب التقاط ثاني أكسيد الكربون، دعت الحاجة إلى تركيب ضاغط.
