CO2 lỏng: Nó là gì và tại sao lại hữu ích?
Carbon dioxide, hay CO2, là một loại khí mà chúng ta thở ra mỗi ngày. Đây cũng là một loại khí có trong khí quyển, nơi nó hoạt động như một loại khí nhà kính và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu. Nhưng bạn có biết rằng CO2 cũng có thể tồn tại dưới dạng chất lỏng trong một số điều kiện nhất định không? Và CO2 lỏng có nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu CO2 lỏng là gì, nó được tạo ra như thế nào và nó có thể được sử dụng để làm gì.
CO2 lỏng là gì?
CO2 lỏng, hay LCO2, là trạng thái lỏng của carbon dioxide. Nó được hình thành khi khí CO2 bị nén và làm lạnh đến áp suất cao và nhiệt độ thấp. Dưới áp suất khí quyển bình thường, khí CO2 không thể trở thành chất lỏng. Nó chỉ có thể trở thành chất rắn, đó là thứ chúng ta gọi là đá khô. Để tạo ra LCO2, chúng ta cần nén khí CO2 đến trên 5,1 atm (5,2 bar; 75 psi) và làm lạnh xuống dưới 31,1 độ (88,0 độ F) (điểm tới hạn) và trên −56,6 độ (−69,9 độ F) (điểm ba).
LCO2 là chất lỏng không màu, không mùi, có khối lượng riêng là 1101 kg/m3 khi bão hòa hoàn toàn ở nhiệt độ −37 độ (−35 độ F). Độ hòa tan trong nước của nó rất thấp, dao động từ 0,02 đến 0,10% ở nhiệt độ từ −29 độ (−20 độ F) đến 22,6 độ (72,7 độ F) và áp suất từ 15 đến 60 atm.
CO2 lỏng được sản xuất như thế nào?
CO2 lỏng có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khí CO2 khác nhau, chẳng hạn như giếng khí thiên nhiên, nhà máy điện đốt than, quy trình lên men hoặc quy trình công nghiệp. Khí CO2 đầu tiên được tinh chế và sấy khô để loại bỏ mọi tạp chất và độ ẩm. Sau đó, nó được nén và làm mát bằng máy nén và bộ trao đổi nhiệt. Khí CO2 được nén và làm mát sau đó đi vào bình chứa hoặc máy hóa hơi, tại đó nó trở thành CO2 lỏng.
CO2 lỏng cũng có thể được thu giữ từ khí quyển bằng công nghệ thu giữ không khí trực tiếp (DAC), sử dụng các phản ứng hóa học để chiết xuất CO2 từ không khí. Khí CO2 thu được sau đó được nén và hóa lỏng bằng các phương pháp tương tự như trên. Công nghệ DAC vẫn đang trong quá trình phát triển và có tiềm năng làm giảm nồng độ CO2 trong khí quyển và giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Công dụng của CO2 lỏng là gì?
CO2 lỏng có nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như:
●Thực phẩm và đồ uống: CO2 lỏng có thể được sử dụng để làm lạnh và đông lạnh thực phẩm và đồ uống, cũng như để bảo quản chúng khỏi sự phát triển của vi khuẩn và nấm. CO2 lỏng cũng có thể được sử dụng để tạo ga cho đồ uống, chẳng hạn như soda, bia, rượu vang và nước có ga, bằng cách phun nó vào chất lỏng dưới áp suất. CO2 lỏng cũng có thể tăng cường hương vị và kết cấu của đồ uống bằng cách làm cho chúng có tính axit và sảng khoái hơn.
●Bảo vệ chống cháy: CO2 lỏng có thể được sử dụng như bình chữa cháy vì đặc tính chống cháy của nó. CO2 lỏng được lưu trữ dưới áp suất trong bình và giải phóng dưới dạng khí khi cần thiết. Khí này hoạt động bằng cách thay thế oxy cung cấp nhiên liệu cho quá trình đốt cháy và làm mát bề mặt đang cháy để ngăn ngừa thiệt hại thêm. CO2 lỏng có hiệu quả trong việc dập tắt các đám cháy điện và các chất lỏng dễ cháy như dầu, xăng và dung môi.
●Thu hồi dầu: CO2 lỏng có thể được sử dụng để tăng cường thu hồi dầu từ các giếng dầu bằng cách phun vào bể chứa dưới áp suất cao. CO2 lỏng trộn với dầu và làm giảm độ nhớt của dầu, giúp dầu dễ chảy ra khỏi giếng hơn. CO2 lỏng cũng làm tăng thể tích dầu và đẩy dầu về phía giếng khai thác. Phương pháp này có thể tăng tỷ lệ thu hồi dầu lên tới 20%.
●Nướng: CO2 lỏng có thể được sử dụng như một chất tạo bọt để nướng bánh mì bằng cách tạo ra các túi khí trong bột. CO2 lỏng được tạo ra bởi men hoặc baking soda khi chúng phản ứng với đường hoặc axit trong bột. CO2 lỏng nở ra khi được đun nóng trong lò, làm cho bánh mì nở ra và trở nên nhẹ và xốp.
●Thu giữ và lưu trữ carbon: CO2 lỏng có thể được sử dụng như một cách lưu trữ carbon dioxide, nếu không sẽ thải vào khí quyển và góp phần gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. CO2 lỏng có thể được vận chuyển bằng đường ống hoặc tàu đến các địa điểm lưu trữ dưới lòng đất hoặc dưới biển, nơi nó có thể được bơm vào các loại đá xốp hoặc tầng chứa nước mặn có thể giữ nó vĩnh viễn hoặc trong thời gian dài. Phương pháp này có thể giảm lượng khí thải carbon của nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực tạo ra lượng khí thải CO2 lớn, chẳng hạn như sản xuất điện, sản xuất xi măng hoặc sản xuất thép.
Đây là một số ứng dụng phổ biến của CO2 lỏng, nhưng còn nhiều ứng dụng khác liên quan đến chất lỏng đa năng này. Ví dụ, CO2 lỏng cũng có thể được sử dụng để hàn, xử lý nước, sản xuất nhựa và trồng trọt trong nhà kính.
Phần kết luận
CO2 lỏng là trạng thái lỏng của carbon dioxide được hình thành dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp. Nó có nhiều ưu điểm và ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như thực phẩm và đồ uống, phòng cháy chữa cháy, thu hồi dầu, nướng bánh, thu giữ và lưu trữ carbon. CO2 lỏng là một chất có giá trị và hữu ích có thể cải thiện chất lượng cuộc sống và môi trường.
