تولید صنعتی کربن دی اکسید به دلیل کاربردهای زیاد و متنوع آن اهمیت فراوانی دارد.
گاز دی اکسید کربن یک گاز بی رنگ، بی بو و غیر قابل اشتعال است که در دمای اتاق به صورت گاز وجود دارد. این گاز در طبیعت به طور گسترده ای یافت می شود و همچنین می توان آن را به صورت صنعتی تولید کرد.
ویژگی های CO2
مشخصات فیزیکی
- فرمول شیمیایی: CO2
- جرم مولی: 44.0095 گرم بر مول
- حالت در دمای و فشار اتاق: گاز بی رنگ و بی بو
- چگالی: 1.98 گرم بر متر مکعب (در دمای 8 درجه سانتیگراد)
- حلالیت در آب: 1.45 گرم بر متر مکعب
- دمای ذوب: -57 درجه سانتیگراد
- دمای جوش: -78 درجه سانتیگراد
مشخصات شیمیایی
- غیر قابل اشتعال: CO2 به خودی خود نمی سوزد و می تواند برای خاموش کردن آتش استفاده شود.
- اسیدی ضعیف: CO2 در آب حل می شود و اسید کربنیک را تشکیل می دهد.
- واکنش با فلزات: CO2 با برخی فلزات مانند منیزیم واکنش می دهد و کربنات فلز را تشکیل می دهد.
اثرات زیست محیطی
- گاز گلخانه ای: CO2 یکی از گازهای گلخانه ای اصلی است که به گرم شدن کره زمین کمک می کند.
- اثر بر pH اقیانوس: CO2 در آب حل می شود و اسید کربنیک را تشکیل می دهد که می تواند pH اقیانوس را کاهش دهد و بر زندگی دریایی تأثیر بگذارد.
روش های تولید صنعتی کربن دی اکسید
کربن دی اکسید (CO2) به صورت طبیعی به همراه سایر گازها نظیر نیتروژن، اکسیژن، آرگون و … در اتمسفر وجود دارد، اما برای مصارف صنعتی، آن را به صورت مصنوعی نیز تولید می‌کنند. روش‌های مختلفی برای تولید صنعتی کربن دی اکسید وجود دارد که عبارتند از:
- احتراق:
- سوختن سوخت‌های فسیلی: سوزاندن زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، CO2 را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کند. این روش رایج‌ترین روش تولید صنعتی CO2 است.
- تخمیر: تخمیر مواد قندی توسط مخمر، CO2 را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کند. این روش برای تولید نوشیدنی‌های گازدار و اتانول استفاده می‌شود.
- جداسازی از منابع طبیعی:
- چاه‌های گاز طبیعی: CO2 می‌تواند از گاز طبیعی که از چاه‌ها استخراج می‌شود، جدا شود.
- مخازن زیرزمینی: CO2 می‌تواند از مخازن زیرزمینی که به طور طبیعی غنی از CO2 هستند، استخراج شود.
- دودکش های صنعتی: CO2 از دودکش های کارخانجات صنعتی می تواند جمع آوری و خالص سازی شود.
- فرآیندهای شیمیایی:
- تولید آمونیاک: در فرآیند هابر-بوش، CO2 به عنوان محصول جانبی تولید آمونیاک تولید می‌شود.
- تولید اسید سیتریک: در فرآیند تخمیر آسپرژیلوس، CO2 به عنوان محصول جانبی تولید اسید سیتریک تولید می‌شود.
کاربردهای صنعتی CO2
- صنایع غذایی و نوشیدنی: برای کربنات کردن نوشیدنی ها، به عنوان گاز محافظ در بسته بندی مواد غذایی و برای انجماد سریع مواد غذایی استفاده می شود.
- صنایع نفت و گاز: برای افزایش فشار در چاه های نفت و گاز و برای جداسازی ناخالصی ها از گاز طبیعی استفاده می شود.
- صنایع شیمیایی: برای تولید مواد شیمیایی مختلف مانند اوره، متانول و اسید کربنیک استفاده می شود.
- صنایع پزشکی: برای جراحی های لاپاراسکوپی و برای درمان برخی از بیماری ها استفاده می شود.
- اطفاء حریق: به عنوان یک عامل خفه کننده برای اطفاء حریق استفاده می شود.
اثرات زیست محیطی تولید صنعتی کربن دی اکسید
تولید صنعتی کربن دی اکسید به انتشار گازهای گلخانه ای در اتمسفر و گرم شدن کره زمین کمک می کند.
چالش‌های تولید صنعتی کربن دی اکسید
- انتشار گازهای گلخانه‌ای: تولید صنعتی CO2 منجر به انتشار گازهای گلخانه‌ای و گرم شدن کره زمین می‌شود.
- هزینه‌های تولید: تولید صنعتی CO2 می‌تواند پرهزینه باشد.
- خطرات سلامتی: CO2 در غلظت‌های بالا می‌تواند سمی باشد.
راه حل‌های پایدار کاهش انتشار CO2
- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: می‌توان با استفاده از روش‌های تولید صنعتی کربن دی اکسید با آلایندگی کمتر و ذخیره سازی CO2، انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش داد.
- استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر: استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند بیومس، انرژی خورشیدی و باد به جای سوخت های فسیلی می تواند انتشار CO2 را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
- جذب و ذخیره سازی کربن دی اکسید: CO2 را می توان از دودکش های صنعتی جمع آوری و در زیر زمین ذخیره کرد.
- افزایش راندمان انرژی: با افزایش راندمان انرژی فرآیندهای صنعتی، می توان از مصرف سوخت های فسیلی و انتشار CO2 کاست.
جمع بندی
تولید صنعتی کربن دی اکسید برای بسیاری از صنایع ضروری است. با این حال، این فرآیند به انتشار گازهای گلخانه ای و گرم شدن کره زمین کمک می کند.
برای کاهش انتشار CO2، باید از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده کرد، راندمان انرژی را افزایش داد و از روش های جذب و ذخیره سازی کربن استفاده کرد.
تهیه و تأمین
خرید CO2 و سایر گازها، از سپهر گاز کاویان – دارنده گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد – شماره های تماس:
02146835980
02146837072
09022734708