تولید و جداسازی کربن دی اکسید

مقدمه

تقریباً اکثر افراد می‌دانند که گاز کربن دی اکسید چیست. این گاز با نام اختصاری CO₂ یک مولکول رایج در طبیعت است. که از دو اتم گاز اکسیژن و یک اتم کربن تشکیل شده است. این گاز در سرتاسر جو کره‌ی زمین وجود دارد. گازی بی رنگ و بی بو است و نقش مهمی در چرخه‌ی حیات در کره‌ی زمین دارد. همه‌ی انسان‌ها و حیوانات این گاز را تنفس می‌کنند. گازی سمی نیست بر خلاف مونو اکسید کربن که عامل گاز گرفتگی ناشی از عدم خروج پسماند گازی بخاری‌هاست. گیاهان با استفاده از گاز کربن دی اکسید طی فرآیند فتوسنتز رشد می‌کنند و پایه‌ای برای زنجیره غذایی بنا می‌گذارند.

گاز دی اکسید کربن به طور طبیعی در جو زمین وجود دارد. و یکی از گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌رود. یعنی می‌تواند انرژی خورشیدی را در زمین به دام بیندازد. و دما را بالا ببرد. افزایش این گاز در جو زمین در اثر سوختن سوخت‌های فسیلی. و کاهش مناطق جنگلی در سطح جهان که مصرف کننده‌ی این گاز هستند، باعث گرم شدن کره‌ی زمین می‌شود. که تبعاتی نامناسب دارد و آب و هوای زمین را دچار ناپایداری می‌کند. این گاز جزئی از هوا است و انسان آن را نفس می‌کشد. و از طرفی محصول جانبی سوخت و ساز بدن نیز هست و در بازدم از ریه‌ها بیرون می‌آید. وجود مقادیر کمی از کربن دی اکسید بخش مهمی از چرخه کربنی در جهان را آغاز می‌کند. گیاهان با مصرف آن فتوسنتز انجام می‌دهند و حلقه‌ای از زنجیره غذایی را تشکیل می‌دهند [1].

کاربردها

این گاز در زندگی بشر بسیار پر اهمیت است. در صنایع شیمیایی برای کنترل دمای رآکتورها، برای خنثی کردن پسآب قلیایی. جهت خالص سازی و یا خشک کردن پلیمرها و تولید الیاف گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاز کربن دی اکسید جهت تولید یخ خشک استفاده می‌شود. که از طریق فرایندهای فشار و خنک کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد و توسط فشار تبدیل به یخ خشک می شود. یخ خشک دارای کاربردهای متعدد در صنایع می‌باشد.

گاز کربن دی اکسید، جهت تسویه فاضلاب، به عنوان یک خنک کننده متوسط در دستگاه‌های الکترونیکی تست محیط زیست مورد استفاده قرار می‌گیرد، همچنین جهت افزایش هدایت الکتریکی در آب فوق خالص کاربرد دارد. این گاز به عنوان یک سیال سازگار با محیط زیست جهت از بین بردن ناخالصی‌های آب که در برابر نور مقاوم هستند به جای حلال‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز کربن دی اکسید، به عنوان خاموش کننده آتش مورد استفاده قرار می‌گیرد. چرا که این گاز نمی‌سوزد و به سوختن کمک نمی‌کند. همچنین از آن در ساخت نوشابه و آب معدنی گازدار نیز استفاده می‌شود. در معادن از تبخیر سریع این گاز جهت انفجار و استخراج مواد معدنی استفاده می‌شود.

گاز کربن دی اکسید، توسط صنایع غذایی، صنعت نفت و گاز و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود. در بسیاری از محصولات مصرفی که نیاز به فشار گاز دارند، به دلیل ارزان بودن و غیر قابل اشتعال بودن مورد استفاده قرار می‌گیرند. غلظت‌های بالای کربن دی اکسید نیز می‌تواند برای کشتن آفات مورد استفاده قرار گیرد.

کلیه گیاهان برای بقا و فتوسنتز و در نهایت تولید اکسیژن. نیاز به گاز کربن دی اکسید دارند. و عدم وجود این گاز سبب پایان بقا بر روی کره زمین می‌گردد [2].

روش جداسازی 

از منابع صنعتی دارای گاز کربن دی اکسید، می‌توان به گازهای حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی در پالایشگاه‌ها. کارخانجات صنعتی، شیمیایی و نیروگاه‌ها اشاره نمود. در این مراکز، به منظور تأمین انرژی مورد نیاز واحد مربوطه، مقادیر قابل توجهی از سوخت‌های فسیلی سوزانده می‌شود. که منجر به ایجاد کربن دی اکسید و بخار آب می‌گردد. معمولا این گازها پس از شستشوی مقدماتی جهت حذف ناخالصی‌های غیر مجاز زیست محیطی. از طریق دودکش در هوا رها می‌شوند که باعث افزایش گازهای گلخانه‌ای و گرمایش زمین می‌شود. با جداسازی کربن دی اکسید از این جریان، علاوه بر کمک به بهبود وضعیت محیط زیست. و گرمایش زمین، می‌توان کربن دی اکسید مورد نیاز واحدهای مصرف کننده آن را نیز تأمین نمود. بدین منظور، مشابه فرایند جداسازی کربن دی اکسید و گازهای ترش. از گاز طبیعی، می‌توان از برج‌های مشابهی جهت جذب کربن دی اکسید و جداسازی آن از سایر محصولات احتراق نمود [3].

منابع

1- http://www.zagrosgas.com/

2- http://www.dayangas.com/

3- http://www.opex.ir/

پیشنهاد می شود مقاله تبدیل گاز به مایع یا GTL را نیز مطالعه بفرمایید.