A szén-dioxid a természetben is előfordul: az állatok és az emberek szén-dioxidot lélegeznek ki, melyet aztán a növények a fotoszintézishez használnak. Cserébe oxigént állítanak elő, amely elengedhetetlen az ember túléléséhez.
Technikai jellemzők
Termék: szén-dioxid
Kémiai képlet: CO2
Tisztaság: ≥ 99.5%
Vonatkoztatott sűrűsége (levegő = 1): 1.529
Szín: színtelen gáz
Szag: szagtalan gáz
Gyúlékonysági határérték levegőn: nem gyúlékony
A szén-dioxidot az alább felsorolt alkalmazásokban használják.
Élelmiszeripar és italgyártás
A szén-dioxid felhasználása az élelmiszeriparban és az italgyártásban:
- üdítőitalok karbonizálása
- természetes anti-bakteriális anyag, melyet azért használnak, hogy a tejtermékek tovább megőrizzék szavatosságukat, ízüket és textúrájukat, valamint, hogy csökkentsék a természetes és mesterséges tartósítószerek használatát
- ételhűtés és fagyasztás
- élelmiszerek kriogenikus és IQF fagyasztása
- módosított atmoszférájú csomagolás
- italhűtés
- alapanyag hűtés
- szállítás közbeni hűtés
- színezékek kezelése
- szilárd formában szárazjégként.
Vízkezelés
Szén-dioxid felhasználása a vízkezelésben:
- Neutralizálási eljárások. Az alkáli neutralizálásban a szén-dioxid helyettesítheti az erősebb savakat. Biztonságosabb és olcsóbb, mint a kénsavas rendszerek, alkalmazásával javul az ellenőrizhetőség, kevesebb lesz a kieső munkaidő és nincs gond a kémiai anyagok kezelésével. Kevésbé korrodáló, könnyebb tárolni és kezelni.
Fémmegmunkálás
A szén-dioxid felhasználási területei a fémmegmunkálásban:
- hegesztésekben védőgázként. A védőgázas elektromos ívhegesztés során megakadályozza, hogy az olvasztott fémbe atmoszférikus szennyezőanyag jusson.
Faiskolák
Szén-dioxid felhasználása a faiskolákban:
- a növekedés elősegítésére. Az üvegházban nevelt növények növekedését és hozamát is javítja. A gázkoncentráció emelésével nagyobb, egészségesebb és gyorsabban növő növényeket kapunk, ráadásul a költségeink is csökkennek. Téli időszakban akár felére is csökkenthetjük a fűtési költségeket. A szén-dioxid helyettesíti a gáz generátorokat, ezzel fűtőanyagot takaríthatunk meg és csökkenthetjük a veszélyes anyag kibocsátást.
Rost- Papírgyártás
Szén-dioxid alkalmazási területei:
- papír őrlőkben használatos, költségcsökkentő és értékes kémiai anyagok visszanyerését lehetővé tévő eljárás. A kénsav helyett szén-dioxidot használó eljárások igen sikeresnek bizonyultak a levilágításban.
- ülepített kalcium karbonát (PCC) előállítása, amit a szűz rost felhasználás csökkentésére használnak.
Egyéb felhasználások
A szén-dioxid egyéb fontos alkalmazási területei:
- energiaforrás - A hármasponton (olyan hőmérséklet és nyomásértéken amelyen mindhárom fázis - gáz, folyadék és szilárd - egyensúlyban van) tárolt szén-dioxid tesztelése jelenleg is folyik. Azt remélik, hogy segítségével a zártrendszerű hűtőkben kiváltható az energiaigényes hűtési eljárás a csúcsidőszakokon kívül eső időre.
- szuperkritikus formában (87.9°F (31.1°C) és 1070.6 psia (7.38MPa)tisztítási és bontási eljárásokban, a műszerek alkatrészeinek tisztítására a klórtartalmú fluorokarbonok helyettesítésére
- szuperkritikus formában (87.9°F (31.1°C) és 1070.6 psia (7.38MPa)tisztítási és bontási eljárásokban illékony szerves anyagok helyettesítésére, például a kávé koffeinmentesítésében vagy az élelmiszerek zsírtartalmának csökkentésében.
- kriogenikus tisztítás. A sűrített levegővel gyorsított szén-dioxid/szárazjég darabok képesek a tisztítószerek illetve dörzsanyagok eltávolítására (homok, műanyag szemcsék). A folyamat során a porszennyeződés és a toxikus kémiai gőzök is eltávolíthatóak, a hulladék minimálisra csökkenthető. Mivel a szén-dioxid nem vezetőképes biztonságosan tisztíthatóak vele elektromos alkatrészek is. Emellett nincs dörzshatása, nem robbanékony és nem gyúlékony.
- tűzoltás. A szén-dioxid csillapítja a tüzet anélkül, hogy károsítaná vagy megsértené az anyagot. Amikor a víz hatástalan, nem használható vagy nem hozzáférhető a szén-dioxid remek alternatívát kínál a tűzoltásban.
Előállítása:
A hidrogén és szén-dioxid gyártása gőzátalakítással történik. A folyamat a metán és a vízgőz reakcióba lépésén alapul.
- A folyamat főbb lépései:
metán kompressziója, hevítése 260 °C fokra és tisztítása
a víz demineralizációja, diszoxigenizációja, pH korrekciója és elgőzösítése (200°C fokon)
a metán és vízgőz bevitele a reaktorcsőbe
800 °C fokon reakcióba lép a metán és vízgőz a nikkel bázisú katalizátornak köszönhetően
- CH4 + 2H2O + Q = 4H2 + CO2
a lepárló toronyban történő abszorpcióval a nyers hidrogénből kinyerik a szén-dioxidot majd cseppfolyósítják
az előállított hidrogén tisztítása és 200 baros kompressziója.
- A szén-dioxid ily módon történő kinyerése és tárolása számos környezeti előnnyel jár, hiszen így az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása csökken.
Folyékony vagy szilárd halmazállapotában fagyási sérüléseket okozhat.
