Co2 təsviri. Karbon dioksid olaraq da bilinən karbon qazı, karbon qazı olaraq da bilinir... Karbon qazının əmələ gəlməsi
Son illərdə CO 2-nin soyuducu kimi perspektivləri əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Karbon qazı soyuducu sistemlər üçün səmərəlilik və ekoloji təhlükəsizlik baxımından aktual olan bir neçə soyuducudan biridir. Ənənəvi soyuducuların istifadəsi müxtəlif qaydalarla məhdudlaşdırılır və bütün dünyada onların sərtləşdirilməsi tendensiyası mövcuddur. Bu baxımdan təbii soyuduculardan getdikcə daha çox istifadə olunur. Biz süni soyuducu sahəsində CO 2 soyuducunun istifadəsinə həsr olunmuş sütuna başlayırıq.
CO 2 soyuducu təbii soyuducu agentlər (ammiak, propan, butan, su və s.) qrupuna aiddir, ozonun məhv edilməsi potensialı sıfırdır (ODP=0) və qlobal istiləşmə potensialının hesablanması üçün istinad vahidi (GWP=1) ). Təbii soyuducuların hər birinin öz mənfi cəhətləri var, məsələn, ammonyak zəhərlidir, propan tez alışır, suyun isə məhdud tətbiq sahəsi var. Bunun əksinə olaraq, CO 2 zəhərli və ya alışan deyil, baxmayaraq ki, onun ətraf mühitə təsiri aydın deyil. Bir tərəfdən, CO 2 ətrafımızdakı havada olur və həyati proseslərin gedişi üçün lazımdır. Digər tərəfdən, havada karbon qazının yüksək konsentrasiyasının qlobal istiləşmənin səbəblərindən biri olduğuna inanılır.
Soyuducu texnologiyasında CO 2-nin istifadəsinə qayıtmaq təşəbbüsü qanunların HFC və HCFC soyuducularının istifadəsini əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşdıran Skandinaviya ölkələrindən gəlir. Ammonyak ənənəvi olaraq sənaye qurğuları üçün soyuducu kimi istifadə olunur, lakin sistemdə onun miqdarı məhduddur. Bu, yüksək və orta temperaturda (-15/-25°C-ə qədər) işləyən qurğular üçün problem deyil, burada ikinci dərəcəli soyuducudan istifadə etməklə ammonyak miqdarı azalır. Daha aşağı temperaturlar üçün, temperatur fərqləri səbəbindən böyük itkilər səbəbindən ikincil soyuducunun istifadəsi səmərəsizdir, bu halda CO 2 istifadə olunur.
Yuxarıdakı şəkildə CO 2-nin faza diaqramı göstərilir. Diaqramı ayrı-ayrı hissələrə ayıran əyri xətlər müxtəlif fazalar üçün təzyiq və temperaturun məhdudlaşdırıcı dəyərlərini müəyyən edir: maye, bərk, buxar və ya superkritik. Bu əyrilər üzərindəki nöqtələr iki fazanın, məsələn, bərk və buxar, maye və buxar, bərk və mayenin tarazlıqda olduğu təzyiqləri və müvafiq temperaturları müəyyən edir.
Atmosfer təzyiqində CO 2 bərk və ya buxar fazalarında mövcuddur. Bu təzyiqdə maye faza mövcud deyil. –78,4°C-dən aşağı temperaturda karbon qazı bərk fazadadır (“quru buz”). Temperatur yüksəldikcə CO 2 buxar fazasına sublimasiya olunur. 5,2 bar təzyiqdə və -56,6 ° C temperaturda soyuducu üçlü nöqtəyə çatır. Bu nöqtədə hər üç faza tarazlıq vəziyyətində mövcuddur. +31,1°C temperaturda CO 2 kritik nöqtəsinə çatır, burada onun maye və buxar fazalarında sıxlıqları eynidir (yuxarıdakı şəkil). Nəticədə, iki faza arasındakı fərq yox olur və CO 2 superkritik vəziyyətdə mövcuddur.
Karbon dioksid həm subkritik, həm də transkritik olaraq müxtəlif növ soyuducu sistemlərdə soyuducu kimi istifadə edilə bilər. CO 2-ni soyuducu kimi istifadə edərkən, bütün növ soyuducu sistemlər üçün həm üçlü nöqtə, həm də kritik nöqtə nəzərə alınmalıdır. Kritikaltı CO 2 dövründə (yuxarıdakı şəkil) bütün əməliyyat temperaturu və təzyiqləri kritik və üçlü nöqtələr arasında yerləşir. Birpilləli CO 2 soyuducu dövrələr digər soyuduculara bənzəyir, lakin ilk növbədə temperatur və təzyiq məhdudiyyətləri ilə bağlı bəzi çatışmazlıqlara malikdir.
Transkritik CO 2 soyuducu sistemləri hazırda mobil kondisioner sistemləri, kiçik istilik nasosları və supermarket soyuducu sistemləri kimi kiçik və kommersiya soyuducu tətbiqlərində istifadə olunur. Transkritik sistemlər praktiki olaraq sənaye soyuducu qurğularında istifadə edilmir. Kritikaltı dövrədə işləmə təzyiqi adətən -55 ilə 0°C arasında müvafiq temperaturla 5,7 ilə 35 bar aralığında olur. Buxarlandırıcı isti qazla defrost edildikdə, iş təzyiqi təxminən 10 bar artır.
CO 2 ən çox sənaye soyuducu qurğularının kaskad sistemlərində istifadə olunur. Bu, iş təzyiqi diapazonunun standart avadanlıqların (kompressorlar, tənzimləyicilər və klapanlar) istifadəsinə imkan verməsi ilə əlaqədardır.
CO 2 kaskadlı soyuducu sistemlərinin müxtəlif növləri var: birbaşa qaynama sistemləri, nasos sirkulyasiya sistemləri, ikincil duzlu su dövrəsi olan CO 2 sistemləri və ya bu sistemlərin birləşmələri.
Karbon turşusunun tətbiqi (karbon dioksid)
Hazırda bütün ştatlarda karbon qazı sənayenin bütün sahələrində və aqrar-sənaye kompleksində geniş istifadə olunur.
Qaz halında (karbon qazı)
Qida sənayesində
1. İnert bakteriostatik və funqistatik atmosfer yaratmaq üçün (20%-dən yuxarı konsentrasiyalarda):
· bitki və heyvan mənşəli məhsulların emalı zamanı;
· qida məhsullarını və dərman vasitələrini qablaşdırarkən onların saxlama müddətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq;
· sıxıcı qaz kimi pivə, şərab və şirələr paylanarkən.
2. Alkoqolsuz içkilərin və mineral suların istehsalında (doyma).
3. Şampan və köpüklü şərabların dəmlənməsi və istehsalında (karbonasiya).
4. Qazlı su və içkilərin sifonlar və saturatorlardan istifadə etməklə, isti sexlərdə və yayda personal üçün hazırlanması.
5. Qablaşdırılmış qaz və suyun satışı və pivə və kvas, qazlı su və içkilərin əl ilə satışı üçün avtomatlarda istifadə edin.
6. Qazlı südlü içkilərin və qazlı meyvə və giləmeyvə şirələrinin (“qazlı məhsullar”) istehsalında.
7. Şəkər istehsalında (defekasiya - doyma).
8. Meyvə və tərəvəz şirələrinin CO2 ilə doyurulmaqla və yüksək təzyiq altında saxlanmaqla təzə sıxılmış məhsulun qoxusunu və dadını qoruyarkən uzun müddət saxlanması üçün.
9. Şərab və şirələrdən tartar turşusu duzlarının çökdürülməsi və çıxarılması proseslərini intensivləşdirmək (detartasiya).
10. Süzmə üsulu ilə içməli duzsuz suyun hazırlanması üçün. Duzsuz içməli suyu kalsium və maqnezium ionları ilə doyurmaq.
Kənd təsərrüfatı məhsullarının istehsalı, saxlanması və emalı sahəsində
11. Nəzarət olunan atmosferdə qida məhsullarının, tərəvəz və meyvələrin saxlama müddətinin artırılması (2-5 dəfə).
12. Kəsilmiş çiçəklərin 20 gün və ya daha çox müddətə karbon dioksid atmosferində saxlanması.
13. Taxıl, makaron, taxıl, quru meyvə və digər ərzaq məhsullarının həşərat və gəmiricilər tərəfindən zədələnməsindən qorunmaq üçün karbon dioksid atmosferində saxlanması.
14. Göbələk və bakterial çürüklərin inkişafının qarşısını alan meyvə və giləmeyvələri saxlamadan əvvəl müalicə etmək üçün.
15. Kəsilmiş və ya bütöv tərəvəzlərin yüksək təzyiqlə doyurulması üçün, bu da ləzzət notları (“qızıldayan məhsullar”) artırır və onların saxlama müddətini artırır.
16. Mühafizə olunan torpaqda bitkilərin böyüməsini yaxşılaşdırmaq və məhsuldarlığını artırmaq.
Bu gün Rusiyada tərəvəz və çiçək yetişdirən təsərrüfatlarda qorunan torpaqda bitkilərin karbon qazı ilə gübrələnməsi məsələsi aktual məsələdir. CO2 çatışmazlığı mineral qidaların çatışmazlığından daha ciddi problemdir. Orta hesabla bitki quru maddə kütləsinin 94%-ni sudan və karbon qazından sintez edir, qalan 6%-ni isə mineral gübrələrdən alır! Aşağı karbon qazı indi məhsuldarlığı məhdudlaşdıran amildir (əsasən kiçik həcmli məhsullarda). 1 hektarlıq istixananın havasında təxminən 20 kq CO2 var. Yaz və yay aylarında maksimum işıqlandırma səviyyələrində, fotosintez zamanı xiyar bitkiləri tərəfindən CO2 istehlakı 50 kq/ha (yəni, gündüz saatlarında 700 kq/ha CO2) yaxınlaşa bilər. Nəticədə yaranan kəsir yalnız qismən atmosfer havasının transomlar vasitəsilə daxil olması və qapalı strukturların sızması, həmçinin bitkilərin gecə tənəffüsü ilə örtülür. Torpaq istixanalarında əlavə karbon qazı mənbəyi peyin, torf, saman və ya yonqar ilə doldurulmuş torpaqdır. İstixana havasının karbon qazı ilə zənginləşdirilməsinin təsiri mikrobioloji parçalanmaya məruz qalan bu üzvi maddələrin miqdarından və növündən asılıdır. Məsələn, mineral gübrələrlə nəmlənmiş yonqar əlavə edərkən, karbon qazının səviyyəsi əvvəlcə gecə, gündüz isə transomlar bağlandıqda yüksək dəyərlərə çata bilər. Lakin, ümumiyyətlə, bu təsir kifayət qədər böyük deyil və bitkilərin ehtiyaclarının yalnız bir hissəsini ödəyir. Bioloji mənbələrin əsas çatışmazlığı karbon qazının konsentrasiyasının istənilən səviyyəyə qədər artırılmasının qısa müddətində, həmçinin qidalanma prosesinin tənzimlənməsinin mümkünsüzlüyüdür. Çox vaxt yer istixanalarında kifayət qədər hava mübadiləsi olmayan günəşli günlərdə, bitkilər tərəfindən intensiv udma nəticəsində CO2 tərkibi 0,01% -dən aşağı düşə bilər və fotosintez praktiki olaraq dayanır! CO2 çatışmazlığı karbohidratların mənimsənilməsini və müvafiq olaraq bitkilərin böyüməsini və inkişafını məhdudlaşdıran əsas amilə çevrilir. Yalnız karbon qazının texniki mənbələrindən istifadə etməklə kəsiri tam ödəmək mümkündür.
17. Heyvandarlıq üçün mikroyosunların istehsalı. Yosunların avtonom becərilməsi üçün qurğularda su karbon qazı ilə doymuş olduqda, yosunların böyümə sürəti əhəmiyyətli dərəcədə artır (4-6 dəfə).
18. Silosun keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması. Şirəli yemi silərkən, CO2-nin bitki kütləsinə süni şəkildə daxil edilməsi havadan oksigenin nüfuz etməsinə mane olur, bu da üzvi turşuların əlverişli nisbəti, yüksək miqdarda karotin və həzm olunan zülal ilə yüksək keyfiyyətli məhsulun formalaşmasına kömək edir. .
19. Qida və qeyri-ərzaq məhsullarının təhlükəsiz dezinseksiyası üçün. Tərkibində 60%-dən çox karbon qazı olan atmosfer 1-10 gün ərzində (temperaturdan asılı olaraq) təkcə yetkin həşəratları deyil, onların sürfə və yumurtalarını da məhv edir. Bu texnologiya taxıl, düyü, göbələk, quru meyvələr, qoz-fındıq və kakao, heyvan yemi və sair kimi tərkibində 20%-ə qədər su olan məhsullara şamil edilir.
20. Siçanabənzər gəmiricilərin qısa müddətə qazla (30% karbon qazının kifayət qədər konsentrasiyası) doldurulması ilə yuvaları, saxlama yerlərini və kameralarını tam məhv etmək üçün.
21. 83 dərəcədən çox olmayan temperaturda su buxarı ilə qarışdırılmış heyvan yeminin anaerob pasterizasiyası üçün - böyük enerji xərcləri tələb etməyən qranulyasiya və ekstruziya üçün əvəz kimi.
22. Quşların və xırda heyvanların (donuzlar, buzovlar, qoyunlar) kəsilməzdən əvvəl evtanizasiyası üçün. Daşınma zamanı balıqların anesteziyası üçün.
23. Yumurtlamanın başlanğıcını sürətləndirmək üçün ana arıların və bumblebees anesteziyası üçün.
24. Toyuqlar üçün içməli su ilə doyurmaq, yüksək yay temperaturunun quşlara mənfi təsirini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, yumurta qabıqlarının qalınlaşmasına və sümüklərin möhkəmlənməsinə kömək edir.
25. Preparatların daha yaxşı təsir göstərməsi üçün funqisidlərin və herbisidlərin işçi məhlullarını doyurmaq. Bu üsul məhlul istehlakını 20-30% azaltmağa imkan verir.
Tibbdə
26. a) tənəffüs stimulyatoru kimi oksigenlə qarışdırılır (5% konsentrasiyada);
b) qan təzyiqini azaltmaq və qan axını yaxşılaşdırmaq üçün quru qazlı vannalar üçün (15-30% konsentrasiyada).
27. Dermatologiyada kriyoterapiya, balneoterapiyada quru və su karbon qazlı vannalar, cərrahiyyədə tənəffüs qarışıqları.
Kimya və kağız sənayesində
28. Soda, ammonium karbon duzları (bitkiçilikdə gübrə kimi istifadə olunur, gövşəyən heyvanların yeminə əlavələr, çörək və un qənnadı məmulatlarında maya əvəzinə), ağ qurğuşun, karbamid, hidroksikarbon turşuları istehsalı üçün. Metanol və formaldehidin katalitik sintezi üçün.
29. Qələvi çirkab suların zərərsizləşdirilməsi üçün. Məhlulun öz-özünə tamponlama effekti sayəsində pH-nın dəqiq tənzimlənməsi avadanlıqların və tullantı borularının korroziyasının qarşısını alır və zəhərli əlavə məhsulların əmələ gəlməsi yoxdur.
30. Qələvi ağartmadan sonra sellülozun emalı üçün kağız istehsalında (prosesin effektivliyini 15% artırır).
31. Ağacın oksigen-soda ilə bişirilməsi zamanı məhsuldarlığı artırmaq və sellülozun fiziki-mexaniki xassələrini və ağartma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq.
32. İstilik dəyişdiricilərini miqyasdan təmizləmək və onun əmələ gəlməsinin qarşısını almaq (hidrodinamik və kimyəvi üsulların birləşməsi).
Tikinti və digər sənaye sahələrində
33. Polad və çuqun tökmə qəliblərinin sürətli kimyəvi bərkidilməsi üçün. Döküm qəliblərinə karbon qazının verilməsi onların bərkidilməsini termik qurutma ilə müqayisədə 20-25 dəfə sürətləndirir.
34. Məsaməli plastiklərin istehsalında köpükləndirici qaz kimi.
35. Odadavamlı kərpiclərin möhkəmləndirilməsi üçün.
36. Sərnişin və minik avtomobillərinin kuzovlarının təmiri, yük avtomobillərinin və traktorların kabinalarının təmiri üçün yarımavtomat qaynaq maşınları və nazik təbəqə polad məmulatlarının elektrik qaynağı üçün.
37. Qoruyucu qaz kimi karbon qazı mühitində avtomatik və yarı avtomatik elektrik qaynağı ilə qaynaqlı konstruksiyaların istehsalında. Çubuq elektrod ilə qaynaqla müqayisədə işin rahatlığı artır, məhsuldarlıq 2-4 dəfə artır, CO2 mühitində 1 kq çökdürülmüş metalın dəyəri əl ilə qövs qaynağı ilə müqayisədə iki dəfədən çox aşağıdır.
38. Avtomatlaşdırılmış qaynaq və metal kəsmə zamanı inert və nəcib qazlarla qarışıqlarda qoruyucu mühit kimi, bunun sayəsində çox yüksək keyfiyyətli tikişlər əldə edilir.
39. Yanğınsöndürmə vasitələrinin, yanğınsöndürmə vasitələrinin doldurulması və doldurulması. Yanğınsöndürmə sistemlərində, yanğınsöndürənləri doldurmaq üçün.
40. Qaz silahları və sifonlar üçün doldurma qabları.
41. Aerozol qutularında nebulizer qazı kimi.
42. İdman avadanlıqlarının doldurulması üçün (toplar, toplar və s.).
43. Tibbi və sənaye lazerlərində aktiv mühit kimi.
44. Alətlərin dəqiq kalibrlənməsi üçün.
Mədən sənayesində
45. Daş kömürünün qayaya meylli təbəqələrdə hasilatı zamanı kömür süxur kütləsinin yumşaldılması üçün.
46. Alov yaratmadan partlayış işlərinin aparılması üçün.
47. Neft laylarına karbon qazının əlavə edilməsi ilə neft hasilatının səmərəliliyinin artırılması.
Maye vəziyyətdə (aşağı temperaturda karbon qazı)
Qida sənayesində
1. Kontakt dondurucularda qida məhsullarının -18 dərəcə C və daha aşağı temperaturda tez dondurulması üçün. Maye azotla yanaşı, maye karbon qazı müxtəlif növ məhsulların birbaşa təmasda dondurulması üçün ən uyğundur. Kontakt soyuducu kimi o, ucuz qiymətə, kimyəvi passivliyə və istilik dayanıqlığına görə cəlbedicidir, metal komponentləri korroziyaya uğratmır, alışqan deyil və işçi heyəti üçün təhlükəli deyil. Maye karbon qazı konveyer lentində hərəkət edən məhsula müəyyən hissələrdə başlıqlardan verilir ki, bu da atmosfer təzyiqində dərhal quru qar və soyuq karbon dioksid qarışığına çevrilir, ventilyatorlar isə qaz qarışığını aparatın içərisində daim qarışdırır, bu, prinsipcə məhsulu bir neçə dəqiqə ərzində +20 dərəcədən -78,5 dərəcəyə qədər soyutmağa qadirdir. Kontakt tez dondurucuların istifadəsi ənənəvi dondurma texnologiyası ilə müqayisədə bir sıra əsas üstünlüklərə malikdir:
Dondurma müddəti 5-30 dəqiqəyə endirilir; məhsuldakı enzimatik fəaliyyət tez dayandırılır;
· məhsulun toxumalarının və hüceyrələrinin strukturu yaxşı qorunur, çünki buz kristalları daha kiçik ölçülərdə və demək olar ki, eyni vaxtda hüceyrələrdə və toxumaların hüceyrələrarası məkanında əmələ gəlir;
· yavaş dondurma ilə məhsulda bakterial aktivliyin izləri görünür, şok dondurma ilə isə sadəcə inkişaf etməyə vaxtları yoxdur;
· büzülmə nəticəsində məhsulun çəki itkisi cəmi 0,3-1% təşkil edir (3-6%-ə qarşı);
· Asanlıqla uçucu qiymətli aromatik maddələr daha böyük miqdarda saxlanılacaq. Maye azotla dondurma, karbon qazı ilə dondurma ilə müqayisədə:
· dondurulmuş məhsulun səthi və nüvəsi arasında çox böyük temperatur fərqinə görə məhsulun çatlaması müşahidə edilmir.
· dondurma prosesində CO2 məhsula nüfuz edir və ərimə zamanı onu oksidləşmədən və mikroorqanizmlərin inkişafından qoruyur. Tez dondurulan və yerində qablaşdırılan meyvə və tərəvəzlər öz dadını və qida dəyərini, bütün vitaminləri və bioloji aktiv maddələri ən tam şəkildə saxlayır ki, bu da onlardan uşaq və pəhriz qidası üçün məhsulların istehsalı üçün geniş istifadə etməyə imkan verir. Bahalı dondurulmuş qarışıqları hazırlamaq üçün qeyri-standart meyvə-tərəvəz məhsullarından uğurla istifadə oluna bilməsi vacibdir. Maye karbon qazından istifadə edən sürətli dondurucular yığcam, dizayn baxımından sadədir və işləmək üçün ucuzdur (yaxınlıqda ucuz maye karbon qazı mənbəyi varsa). Qurğular kənd təsərrüfatı istehsalçıları və məhsul emalçıları üçün maraqlı olan mobil və stasionar versiyalarda, spiral, tunel və şkaf tiplərində mövcuddur. İstehsal zamanı müxtəlif qida məhsullarının və xammalın müxtəlif temperatur şəraitində (-10...-70 dərəcə C) dondurulması tələb olunduqda onlar xüsusilə əlverişlidir. Tez dondurulmuş qidalar yüksək vakuum şəraitində qurudula bilər - dondurulmuş qurutma. Bu üsulla qurudulmuş məhsullar yüksək keyfiyyətlidir: onlar bütün qida maddələrini saxlayır, bərpa qabiliyyətini artırır, minimal büzülmə və məsaməli quruluşa malikdir və təbii rəngini saxlayır. Dondurulmuş qurudulmuş məhsullar içindən su çıxarıldığı üçün orijinaldan 10 dəfə yüngül olur, möhürlənmiş torbalarda çox uzun müddət saxlanılır (xüsusilə kisələr karbon qazı ilə doldurulduqda) və ucuz qiymətə mağazalara çatdırıla bilər. ən ucqar ərazilər.
2. Qablaşdırılmış və qablaşdırılmamış təzə qida məhsullarının +2...+6 dərəcə C-yə qədər sürətlə soyudulması üçün. Fəaliyyəti tez dondurucuların işinə bənzəyən qurğulardan istifadə: maye karbon qazı vurulduqda, məhsul müəyyən müddətə işlənən kiçik quru qar əmələ gəlir. Quru qar temperaturun tez bir zamanda azaldılması üçün təsirli vasitədir, bu, havanın soyuması kimi məhsulun qurumasına səbəb olmur və su buzu ilə soyuduqda olduğu kimi onun rütubətini artırmır. Quru qarın soyudulması şərti soyutma ilə tələb olunan saatları deyil, cəmi bir neçə dəqiqə ərzində tələb olunan temperaturun azaldılmasını təmin edir. İçəridə CO2-nin cüzi diffuziyası sayəsində məhsulun təbii rəngi qorunur və hətta təkmilləşdirilir. Eyni zamanda, məhsulların saxlama müddəti əhəmiyyətli dərəcədə artır, çünki CO2 həm aerob, həm də anaerob bakteriyaların və kif göbələklərinin inkişafını maneə törədir. Quş ətini (kəsilmiş və ya cəmdəklərdə), porsiyalanmış ətləri, kolbasaları və yarımfabrikatları soyuducuda saxlamaq rahat və sərfəlidir. Bölmələr, həmçinin texnologiyanın qəlibləmə, presləmə, ekstruziya, üyüdmə və ya dilimləmə zamanı və ya ondan əvvəl məhsulun sürətli soyudulmasını tələb etdiyi yerlərdə istifadə olunur. Bu tip qurğular quşçuluq təsərrüfatlarında təzə qoyulmuş toyuq yumurtalarının 42,7 dərəcə C-dən 4,4-7,2 dərəcə C-yə qədər in-line ultra-sürətli soyudulması üçün istifadə üçün çox əlverişlidir.
3. Dondurma üsulu ilə giləmeyvə qabığını çıxarmaq.
4. Mal-qara və donuzların sperma və embrionlarının kriokonservasiyası üçün.
Soyuducu sənayesində
5. Soyuducu sistemlərdə alternativ soyuducu kimi istifadə üçün. Karbon qazı aşağı kritik temperatura (31,1 dərəcə C), nisbətən yüksək üç nöqtə temperaturuna (-56 dərəcə C), yüksək üç nöqtə təzyiqinə (0,5 mPa) və yüksək kritik təzyiqə (7,39) malik olduğu üçün effektiv soyuducu kimi xidmət edə bilər. mPa). Bir soyuducu olaraq aşağıdakı üstünlüklərə malikdir:
· digər soyuducularla müqayisədə çox aşağı qiymət;
· toksik olmayan, alışmayan və partlayıcı olmayan;
· bütün elektrik izolyasiya və konstruksiya materialları ilə uyğunluq;
· ozon təbəqəsini məhv etmir;
· müasir halogenləşdirilmiş soyuducularla müqayisədə istixana effektinin artmasına orta dərəcədə töhfə verir. Yüksək kritik təzyiq aşağı sıxılma nisbətinin müsbət aspektinə malikdir və nəticədə əhəmiyyətli kompressor səmərəliliyi ilə kompakt və ucuz soyuducu dizaynlar yaratmağa imkan verir. Eyni zamanda, kondensatorun elektrik mühərrikinin əlavə soyudulması tələb olunur və boruların və divarların qalınlığının artması səbəbindən soyuducu qurğunun metal istehlakı artır. Sənaye və yarı sənaye tətbiqləri üçün aşağı temperaturlu iki mərhələli qurğularda və xüsusən də avtomobil və qatarlar üçün kondisioner sistemlərində CO2-dən istifadə etmək perspektivlidir.
6. Yumşaq, termoplastik və elastik məmulatların və maddələrin yüksək performanslı dondurulmuş üyüdülməsi üçün. Kriogen dəyirmanlarda adi formada üyüdülə bilməyən məhsullar və maddələr, məsələn, jelatin, rezin, hər hansı polimerlər, şinlər dondurulmuş formada tez və az enerji sərfiyyatı ilə üyüdülür. Quru, təsirsiz bir atmosferdə soyuq üyüdülmə bütün otlar və ədviyyatlar, kakao paxlaları və qəhvə lobyaları üçün lazımdır.
7. Aşağı temperaturda texniki sistemlərin sınaqdan keçirilməsi üçün.
Metallurgiyada
8. Torna dəzgahlarında işləndikdə çətin kəsilən ərintilərin soyudulması üçün.
9. Mis, nikel, sink və qurğuşun əritmə və ya qablaşdırma proseslərində tüstüdən qorunmaq üçün qoruyucu mühit yaratmaq.
10. Kabel məmulatları üçün bərk mis məftil tavlanarkən.
Mədən sənayesində
11. Partlayış zamanı metan və kömür tozunun alovlanmasına səbəb olmayan, zəhərli qazlar əmələ gətirməyən, kömür mədənində az partlayıcı partlayıcı kimi.
12. Tərkibində partlayıcı buxarlar və qazlar olan konteynerlərdən və minalardan havanın karbon qazı ilə sıxışdırılması yolu ilə yanğınların və partlayışların qarşısının alınması.
Superkritik
Ekstraksiya proseslərində
1. Meyvə və giləmeyvə şirələrindən aromatik maddələrin tutulması, maye karbon qazından istifadə edərək bitki ekstraktlarının və dərman bitkilərinin alınması. Bitki və heyvan mənşəli xammalın çıxarılmasının ənənəvi üsullarında yüksək spesifik olan və nadir hallarda xammaldan bioloji aktiv birləşmələrin tam kompleksinin çıxarılmasını təmin edən müxtəlif növ üzvi həlledicilərdən istifadə olunur. Üstəlik, həlledici qalıqların ekstraktdan ayrılması problemi həmişə ortaya çıxır və bu prosesin texnoloji parametrləri ekstraktın bəzi komponentlərinin qismən və ya hətta tam məhvinə səbəb ola bilər ki, bu da təkcə tərkibində deyil, həm də tərkibində dəyişiklik yaradır. təcrid olunmuş ekstraktın xüsusiyyətləri. Ənənəvi üsullarla müqayisədə superkritik karbon dioksiddən istifadə edərək hasilat prosesləri (həmçinin fraksiya və emprenye) bir sıra üstünlüklərə malikdir:
· prosesin enerjiyə qənaət xarakteri;
· həlledicinin aşağı özlülüyünə və yüksək nüfuz etmə qabiliyyətinə görə prosesin yüksək kütlə ötürmə xüsusiyyətləri;
· müvafiq komponentlərin yüksək dərəcədə çıxarılması və əldə edilən məhsulun yüksək keyfiyyəti;
· hazır məhsullarda CO2-nin virtual olmaması;
· materialların istilik deqradasiyasına təhlükə yaratmayan bir temperaturda inert həlledici mühit istifadə olunur;
· proses tullantı suyu və tullantı həlledicilər istehsal etmir, dekompressiyadan sonra CO2 toplana və təkrar istifadə edilə bilər;
· alınan məhsulların unikal mikrobioloji təmizliyi təmin edilir;
· mürəkkəb avadanlıq və çoxmərhələli prosesin olmaması;
· Ucuz, toksik olmayan və alışmayan bir həlledici istifadə olunur. Karbon dioksidin seçici və ekstraksiya xassələri temperatur və təzyiq dəyişiklikləri ilə geniş şəkildə dəyişə bilər ki, bu da bitki materiallarından hazırda məlum olan bioloji aktiv birləşmələrin spektrinin böyük hissəsini aşağı temperaturda çıxarmağa imkan verir.
2. Qiymətli təbii məhsullar - ədviyyatların, efir yağlarının və bioloji aktiv maddələrin CO2 ekstraktlarını əldə etmək. Ekstrakt praktiki olaraq orijinal bitki materialını kopyalayır, onun tərkib hissələrinin konsentrasiyasına gəldikdə, klassik ekstraktlar arasında analoqunun olmadığını söyləyə bilərik. Xromatoqrafik analiz məlumatları göstərir ki, qiymətli maddələrin tərkibi klassik ekstraktlardan onlarla dəfə çoxdur. Sənaye miqyasında istehsal mənimsənilib:
· ədviyyatlardan və dərman bitkilərindən ekstraktlar;
· meyvə aromaları;
· şerbetçiotu ekstraktları və turşuları;
· antioksidantlar, karotenoidlər və likopenlər (o cümlədən pomidor xammalından);
· təbii rəngləndirici maddələr (qırmızı bibər meyvələrindən və s.);
yundan lanolin;
· təbii bitki mumları;
· dəniz iti yağları.
3. Xüsusilə sitrus meyvələrindən yüksək dərəcədə təmizlənmiş efir yağlarının çıxarılması üçün. Fövqəladə kritik CO2 ilə efir yağlarını çıxararkən, bu yağlara bərkidici xüsusiyyətlər verən, həmçinin daha dolğun ətir verən yüksək uçucu fraksiyalar da uğurla çıxarılır.
4. Çay və qəhvədən kofeini, tütündən nikotini çıxarmaq üçün.
5. Xolesterolu qidalardan (ət, süd məhsulları və yumurta) çıxarmaq üçün.
6. Az yağlı kartof çipsi və soya məhsullarının istehsalı üçün;
7. Texnoloji xüsusiyyətləri müəyyən edilmiş yüksək keyfiyyətli tütün istehsalı üçün.
8. Paltarların kimyəvi təmizlənməsi üçün.
9. Radioaktiv çirklənmiş torpaqlardan və metal cisimlərin səthindən uran birləşmələrinin və transuran elementlərinin çıxarılması. Eyni zamanda, su tullantılarının həcmi yüzlərlə dəfə azalır və aqressiv üzvi həlledicilərdən istifadə etməyə ehtiyac yoxdur.
10. Zəhərli maye tullantıları yaratmadan mikroelektronika üçün ekoloji cəhətdən təmiz PCB aşındırma texnologiyası üçün.
Fraksiya proseslərində
Maye maddənin məhluldan ayrılması və ya maye maddələrin qarışığının ayrılması fraksiya adlanır. Bu proseslər davamlıdır və buna görə də maddələrin bərk substratlardan ayrılmasından daha səmərəlidir.
11. Yağların və piylərin təmizlənməsi və dezodorasiyası üçün. Ticarət yağı əldə etmək üçün lesitin, selik, turşu, ağartma, dezodorasiya və başqalarının çıxarılması kimi bütün tədbirləri həyata keçirmək lazımdır. Superkritik CO2 ilə hasilat zamanı bu proseslər bir texnoloji dövr ərzində həyata keçirilir və proses nisbətən aşağı temperaturda getdiyi üçün bu halda alınan neftin keyfiyyəti xeyli yaxşılaşır.
12. İçkilərdə spirtin miqdarını azaltmaq. Alkoqolsuz ənənəvi içkilərin (şərab, pivə, sidr) istehsalına etik, dini və ya pəhriz səbəblərinə görə tələbat artır. Bu az alkoqollu içkilər çox vaxt aşağı keyfiyyətli olsa belə, onların bazarı əhəmiyyətlidir və sürətlə böyüyür, ona görə də belə texnologiyanın təkmilləşdirilməsi çox cəlbedici məsələdir.
13. Enerjiyə qənaət edən yüksək təmizlikli qliserin istehsalı üçün.
14. Soya yağından enerjiyə qənaət edən lesitinin istehsalı üçün (təqribən 95% fosfatidilkolin tərkibi ilə).
15. Sənaye çirkab sularının karbohidrogen çirkləndiricilərindən axınla təmizlənməsi üçün.
Emprenye proseslərində
Emprenye prosesi - yeni maddələrin tətbiqi, mahiyyətcə əks prosesdir. Tələb olunan maddə superkritik CO2-də həll olunur, sonra məhlul bərk substrata nüfuz edir, təzyiq azad edildikdə, karbon qazı dərhal buxarlanır və maddə substratda qalır.
16. Liflər, parçalar və tekstil aksesuarları üçün ekoloji cəhətdən təmiz boyama texnologiyası üçün. Rəsm emprenye üçün xüsusi bir haldır. Boyalar adətən zəhərli üzvi həlledicidə həll olunur, buna görə də boyalı materiallar yaxşıca yuyulmalıdır, bu da həlledicinin ya atmosferə buxarlanmasına, ya da tullantı suya düşməsinə səbəb olur. Superkritik boyamada su və həlledicilərdən istifadə edilmir, boya superkritik CO2-də həll olunur. Bu üsul eyni zamanda müxtəlif növ sintetik materialların, məsələn, plastik dişlərin və fermuarın parça astarının rənglənməsi üçün maraqlı bir fürsət təqdim edir.
17. Ekoloji cəhətdən təmiz texnologiya üçün boya tətbiqi. Quru boya superkritik CO2 axınında həll olunur və onunla birlikdə xüsusi silahın başlığından uçur. Karbon qazı dərhal buxarlanır və boya səthə çökür. Bu texnologiya xüsusilə avtomobillərin və böyük avadanlıqların rənglənməsi üçün perspektivlidir.
18. Polimer strukturlarının dərmanlarla homojenləşdirilmiş hopdurulması, bununla da preparatın orqanizmdə daimi və uzun müddət buraxılmasını təmin etmək üçün. Bu texnologiya superkritik CO2-nin bir çox polimerlərə asanlıqla nüfuz etmək, onları doyurmaq, mikroməsamələrin açılmasına və şişməsinə səbəb olmaq qabiliyyətinə əsaslanır.
Texnoloji proseslərdə
19. Taxıl kimi xammalın emalı zamanı ekstruziya proseslərində yüksək temperaturlu su buxarının superkritik CO2 ilə əvəz edilməsi nisbətən aşağı temperaturdan istifadə etməyə, süd inqrediyentlərinin və istənilən istiliyə həssas əlavələrin reseptura daxil edilməsinə imkan verir. Superkritik maye ekstruziyası ultra məsaməli daxili quruluşa və hamar, sıx səthə malik yeni məhsulların yaradılmasına imkan verir.
20. Polimer və yağ tozlarının istehsalı üçün. Bəzi polimerlər və ya tərkibində həll olunan yağlar olan superkritik CO2 axını daha aşağı təzyiqli bir kameraya vurulur, burada onlar tamamilə homojen, incə dispers toz, ən incə liflər və ya filmlər şəklində "kondensasiya olunur".
21. Kutikulyar mum təbəqəsini superkritik CO2 axını ilə çıxararaq göyərti və meyvələri qurutmağa hazırlamaq.
Kimyəvi reaksiya proseslərində
22. Superkritik CO2-nin perspektivli tətbiq sahəsi onun polimerləşmə və sintezin kimyəvi reaksiyaları zamanı inert mühit kimi istifadəsidir. Superkritik mühitdə sintez ənənəvi reaktorlarda eyni maddələrin sintezindən min dəfə tez baş verə bilər. Sənaye üçün çox vacibdir ki, reagentlərin yüksək konsentrasiyası, aşağı özlülüyü və yüksək diffuziyası ilə superkritik mühitdə reagentlərin təmas müddətini müvafiq olaraq azaltmağa imkan verir. Texnoloji baxımdan bu, statik qapalı reaktorları əsaslı şəkildə daha kiçik, daha ucuz və təhlükəsiz olan axın reaktorları ilə əvəz etməyə imkan verir.
Termal proseslərdə
23. Müasir elektrik stansiyaları üçün işçi maye kimi.
24. İsti su təchizatı sistemləri üçün yüksək temperaturlu istilik istehsal edən qaz istilik nasoslarının işçi mayesi kimi.
Bərk vəziyyətdə (quru buz və qar)
Qida sənayesində
1. Ət və balıqların təmasda dondurulması üçün.
2. giləmeyvə (qırmızı və qara qarağat, moruq, moruq, aronia və s.) tez dondurulması üçün.
3. Quru buzla soyudulmuş elektrik şəbəkəsindən uzaq yerlərdə dondurma və sərinləşdirici içkilərin satışı.
4. Dondurulmuş və soyudulmuş qida məhsullarının saxlanması, daşınması və satışı zamanı. Tez xarab olan məhsulların alıcıları və satıcıları üçün briketləşdirilmiş və dənəvərləşdirilmiş quru buz istehsalı inkişaf etdirilir. Quru buz daşımaq və isti havalarda ət, balıq və dondurma satmaq üçün çox əlverişlidir - məhsullar çox uzun müddət donmuş vəziyyətdə qalır. Quru buz yalnız buxarlandığından (sublimasiya olunur), ərimiş maye yoxdur və nəqliyyat qabları həmişə təmiz qalır. Avtosoyuducular kiçik ölçülü quru buz soyutma sistemi ilə təchiz oluna bilər ki, bu da cihazın həddindən artıq sadəliyi və yüksək əməliyyat etibarlılığı ilə xarakterizə olunur; onun dəyəri hər hansı bir klassik soyuducu qurğunun qiymətindən dəfələrlə aşağıdır. Qısa məsafələrə daşınarkən belə bir soyutma sistemi ən qənaətcildir.
5. Məhsulları yükləməzdən əvvəl qabları əvvəlcədən soyutmaq üçün. Soyuq karbon qazında quru qar üfürmək istənilən qabları əvvəlcədən soyutmağın ən təsirli yollarından biridir.
6. Avtonom iki mərhələli soyuducu sistemi (qranullaşdırılmış quru buz - freon) olan izotermik qablarda əsas soyuducu kimi hava daşınması üçün.
Səthi təmizləmə işləri zamanı
8. Qaz axınında quru buz qranullarından istifadə etməklə təmizləyici qurğulardan istifadə etməklə hissələrin və hissələrin, mühərriklərin çirkləndiricilərdən təmizlənməsi Komponentlərin və hissələrin səthlərinin əməliyyat çirkləndiricilərindən təmizlənməsi. Son zamanlar materialların, quru və nəm səthlərin incə dənəvərləşdirilmiş quru buzdan (partlayışla) aşındırıcı olmayan ekspress təmizlənməsinə böyük tələbat var. Bölmələri sökmədən uğurla həyata keçirə bilərsiniz:
· qaynaq xətlərinin təmizlənməsi;
· köhnə boyanın çıxarılması;
· tökmə qəliblərinin təmizlənməsi;
· çap maşını aqreqatlarının təmizlənməsi;
· qida sənayesi üçün avadanlıqların təmizlənməsi;
· poliuretan köpük məmulatlarının istehsalı üçün qəliblərin təmizlənməsi.
· avtomobil şinlərinin və digər rezin məmulatlarının istehsalı üçün qəliblərin təmizlənməsi;
· plastik məmulatların istehsalı üçün qəliblərin təmizlənməsi, o cümlədən PET butulkaların istehsalı üçün qəliblərin təmizlənməsi; Quru buz qranulları səthə dəydikdə, onlar dərhal buxarlanır və səthdən çirkləndiriciləri çıxaran mikro partlayış yaradır. Boya kimi kövrək materialı çıxararkən, proses örtük və substrat arasında təzyiq dalğası yaradır. Bu dalğa örtüyü çıxarmaq üçün kifayət qədər güclüdür, onu içəridən qaldırır. Yağ və ya kir kimi yapışqan və ya yapışqan materialları çıxararkən təmizləmə prosesi güclü su axınına bənzəyir.
7. Ştamplanmış rezin və plastik məmulatların buruqlardan təmizlənməsi üçün.
Tikinti işləri zamanı
9. Materialın bütün həcminə bərabər paylanmış karbon dioksid baloncuklarının eyni ölçülü məsaməli tikinti materiallarının istehsalı prosesində.
10. Tikinti zamanı torpaqların dondurulması üçün.
11. Boru kəmərlərində təmir işləri aparılarkən suyu boşaldılmadan su ilə borulara buz tıxaclarının quraşdırılması (onları xaricdən quru buzla dondurmaqla).
12. Artezian quyularının təmizlənməsi üçün.
13. İsti havalarda asfalt səthləri sökərkən.
Digər sənaye sahələrində
14. Məhsulun keyfiyyətinin yoxlanılması, laboratoriya işi üçün mənfi 100 dərəcəyə qədər aşağı temperaturun qəbulu (quru buzu efirlə qarışdırarkən).
15. Maşınqayırmada hissələrin soyuq quraşdırılması üçün.
16. Alaşımlı və paslanmayan poladların, tavlanmış alüminium ərintilərinin çevik markalarının istehsalında.
17. Kalsium karbidi əzərkən, üyüdərkən və konservləşdirərkən.
18. Süni yağış yaratmaq və əlavə yağıntı əldə etmək.
19. Buludların və dumanın süni şəkildə səpilməsi, doluya qarşı mübarizə.
20. Tamaşa və konsertlər zamanı zərərsiz tüstü yaratmaq. Quru buzdan istifadə edərək sənətçi çıxışları zamanı pop səhnələrində tüstü effektinin əldə edilməsi.
Tibbdə
21. Bəzi dəri xəstəliklərinin müalicəsi üçün (kriyoterapiya).
Bu birləşmənin əmələ gəlməsi üçün ən çox yayılmış proseslər heyvan və bitki qalıqlarının çürüməsi, müxtəlif növ yanacağın yanması, heyvan və bitkilərin tənəffüsüdür. Məsələn, bir insan gündə atmosferə təxminən bir kiloqram karbon qazı buraxır. Karbonmonoksit və dioksid cansız təbiətdə də əmələ gələ bilər. Karbon qazı vulkanik fəaliyyət zamanı buraxılır və mineral su mənbələrindən də hasil edilə bilər. Karbon qazı Yer atmosferində az miqdarda olur.
Bu birləşmənin kimyəvi quruluşunun xüsusiyyətləri ona bir çox kimyəvi reaksiyalarda iştirak etməyə imkan verir, bunun əsasını karbon qazı təşkil edir.
Düstur
Bu maddənin birləşməsində tetravalent karbon atomu iki oksigen molekulu ilə xətti əlaqə yaradır. Belə bir molekulun görünüşü aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
Hibridləşmə nəzəriyyəsi karbon qazı molekulunun strukturunu aşağıdakı kimi izah edir: iki mövcud siqma rabitəsi karbon atomlarının sp orbitalları ilə oksigenin iki 2p orbitalı arasında əmələ gəlir; Hibridləşmədə iştirak etməyən karbonun p-orbitalları oksigenin oxşar orbitalları ilə birlikdə bağlanır. Kimyəvi reaksiyalarda karbon qazı belə yazılır: CO 2.
Fiziki xassələri
Normal şəraitdə karbon qazı rəngsiz, qoxusuz qazdır. Havadan daha ağırdır, buna görə də karbon qazı maye kimi davrana bilər. Məsələn, bir qabdan digərinə tökülə bilər. Bu maddə suda az həll olunur - 20 ⁰C-də bir litr suda təxminən 0,88 litr CO 2 həll olunur. Temperaturun bir qədər azalması vəziyyəti kökündən dəyişir - 1,7 litr CO 2 eyni litr suda 17⁰C-də həll oluna bilər. Güclü soyutma ilə bu maddə qar lopaları şəklində çökür - sözdə "quru buz" əmələ gəlir. Bu ad, normal təzyiqdə maddənin maye fazasını keçərək dərhal qaza çevrilməsi ilə əlaqədardır. Maye karbon qazı 0,6 MPa-dan bir qədər yuxarı təzyiqdə və otaq temperaturunda əmələ gəlir.
Kimyəvi xassələri
Güclü oksidləşdirici maddələrlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, 4-karbon dioksid oksidləşdirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Bu qarşılıqlı əlaqənin tipik reaksiyası:
C + CO 2 = 2CO.
Beləliklə, kömürün köməyi ilə karbon qazı onun ikivalent modifikasiyasına - karbon monoksitinə qədər azaldılır.
Normal şəraitdə karbon qazı inertdir. Ancaq bəzi aktiv metallar onun içində yanaraq birləşmədən oksigeni çıxararaq karbon qazını buraxa bilər. Tipik bir reaksiya maqneziumun yanmasıdır:
2Mg + CO 2 = 2MgO + C.
Reaksiya zamanı maqnezium oksidi və sərbəst karbon əmələ gəlir.
Kimyəvi birləşmələrdə CO 2 tez-tez tipik bir turşu oksidinin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir. Məsələn, əsaslar və əsas oksidlərlə reaksiya verir. Reaksiya nəticəsində karbon turşusu duzları yaranır.
Məsələn, natrium oksidin bir birləşməsinin karbon qazı ilə reaksiyası aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O;
NaOH + CO 2 = NaHCO 3.
Karbon turşusu və CO 2 məhlulu
Suda olan karbon qazı kiçik bir dissosiasiya dərəcəsi olan bir məhlul əmələ gətirir. Karbon qazının bu məhlulu karbon turşusu adlanır. Rəngsiz, zəif ifadəli və turş dadı var.
Kimyəvi reaksiyanın qeydə alınması:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.
Tarazlıq olduqca güclü şəkildə sola sürüşür - ilkin karbon qazının yalnız 1% -i karbon turşusuna çevrilir. Temperatur nə qədər yüksək olarsa, məhlulda bir o qədər az karbon turşusu molekulları olur. Qarışıq qaynadıqda tamamilə yox olur və məhlul karbon qazına və suya parçalanır. Karbon turşusunun struktur formulu aşağıda təqdim olunur.
Karbon turşusunun xüsusiyyətləri
Karbon turşusu çox zəifdir. Məhlullarda hidrogen ionlarına H + və HCO 3 birləşmələrinə parçalanır. CO 3 - ionları çox az miqdarda əmələ gəlir.
Karbon turşusu iki əsaslıdır, ona görə də onun yaratdığı duzlar orta və turşu ola bilər. Rus kimya ənənəsində orta duzlara karbonatlar, güclü duzlara isə bikarbonatlar deyilir.
Keyfiyyətli reaksiya
Karbon dioksid qazını aşkar etməyin mümkün yollarından biri əhəng məhlulunun şəffaflığını dəyişdirməkdir.
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.
Bu təcrübə məktəb kimya kursundan məlumdur. Reaksiyanın əvvəlində az miqdarda ağ çöküntü əmələ gəlir, sonradan karbon qazı sudan keçdikdə yox olur. Şəffaflığın dəyişməsi ona görə baş verir ki, qarşılıqlı təsir prosesində həll olunmayan birləşmə - kalsium karbonat həll olunan maddəyə - kalsium bikarbonata çevrilir. Reaksiya bu yolda davam edir:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2.
Karbon qazının istehsalı
Az miqdarda CO2 almaq lazımdırsa, xlorid turşusunun kalsium karbonatla (mərmər) reaksiyasına başlaya bilərsiniz. Bu qarşılıqlı əlaqənin kimyəvi işarəsi belə görünür:
CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
Həmçinin bu məqsədlə karbon tərkibli maddələrin, məsələn, asetilenin yanma reaksiyalarından istifadə olunur:
CH 4 + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 -.
Yaranan qazlı maddəni toplamaq və saxlamaq üçün Kipp aparatı istifadə olunur.
Sənaye və kənd təsərrüfatının ehtiyacları üçün karbon qazı istehsalının miqyası böyük olmalıdır. Bu geniş miqyaslı reaksiya üçün məşhur üsul, karbon qazı istehsal edən əhəngdaşı yandırmaqdır. Reaksiya düsturu aşağıda verilmişdir:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Karbon qazının tətbiqi
Qida sənayesi geniş miqyaslı “quru buz” istehsal etdikdən sonra qida saxlamağın prinsipcə yeni üsuluna keçdi. Qazlı içkilərin və mineral suyun istehsalında əvəzolunmazdır. İçkilərdəki CO 2 tərkibi onlara təravət verir və saxlama müddətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Mineral suların karbidləşdirilməsi isə küf və xoşagəlməz dadın qarşısını almağa imkan verir.
Yeməkdə limon turşusunun sirkə ilə söndürülməsi üsulu tez-tez istifadə olunur. Bu proses zamanı ayrılan karbon qazı qənnadı məmulatlarına tüklülük və yüngüllük verir.
Bu birləşmə tez-tez qida məhsullarının saxlama müddətini artırmaq üçün qida əlavəsi kimi istifadə olunur. Məhsulların tərkibində olan kimyəvi əlavələrin təsnifatı üzrə beynəlxalq standartlara uyğun olaraq, E 290 kodlu,
Toz karbon qazı yanğınsöndürmə qarışıqlarına daxil olan ən məşhur maddələrdən biridir. Bu maddə yanğınsöndürən köpükdə də olur.
Karbon qazını metal silindrlərdə daşımaq və saxlamaq daha yaxşıdır. 31⁰C-dən yuxarı temperaturda silindrdəki təzyiq kritik səviyyəyə çata bilər və maye CO 2 iş təzyiqinin 7,35 MPa-a qədər kəskin artması ilə superkritik vəziyyətə keçir. Metal silindr 22 MPa-a qədər daxili təzyiqə davam edə bilər, buna görə də otuz dərəcədən yuxarı temperaturda təzyiq diapazonu təhlükəsiz hesab olunur.
Soda, vulkan, Venera, soyuducu - onların ortaq nələri var? Karbon qazı. Biz sizin üçün Yerdəki ən vacib kimyəvi birləşmələrdən biri haqqında ən maraqlı məlumatları topladıq.
Karbon qazı nədir
Karbon qazı əsasən qaz halında tanınır, yəni. sadə kimyəvi formulu CO2 ilə karbon qazı kimi. Bu formada normal şəraitdə - atmosfer təzyiqində və "adi" temperaturda mövcuddur. Lakin artan təzyiqdə, 5850 kPa-dan yuxarı (məsələn, dənizin təxminən 600 m dərinliyində təzyiq) bu qaz maye halına gəlir. Güclü soyuduqda (mənfi 78,5°C) o, kristallaşır və quru buz adlanır ki, bu da dondurulmuş qidaların soyuducularda saxlanması üçün ticarətdə geniş istifadə olunur.
Maye karbon qazı və quru buz istehsal olunur və insan fəaliyyətində istifadə olunur, lakin bu formalar qeyri-sabitdir və asanlıqla parçalanır.
Lakin karbon qazı hər yerdə mövcuddur: o, heyvanların və bitkilərin tənəffüsü zamanı ayrılır və atmosferin və okeanın kimyəvi tərkibinin mühüm hissəsidir.
Karbon qazının xüsusiyyətləri
Karbon qazı CO2 rəngsiz və qoxusuzdur. Normal şəraitdə onun dadı yoxdur. Bununla belə, yüksək konsentrasiyalarda karbon qazı ilə nəfəs alsanız, ağızda karbon qazının selikli qişalarda və tüpürcəkdə həll olunaraq karbon turşusunun zəif məhlulunu əmələ gətirdiyi turş dad hiss edə bilərsiniz.
Yeri gəlmişkən, karbonatlı su hazırlamaq üçün istifadə olunan karbon qazının suda həll olma qabiliyyətidir. Limonad baloncukları eyni karbon qazıdır. Suyu CO2 ilə doyurmaq üçün ilk cihaz 1770-ci ildə icad edilmişdir və artıq 1783-cü ildə təşəbbüskar İsveçrə Yakob Şveppes soda sənaye istehsalına başlamışdır (Schweppes markası hələ də mövcuddur).
Karbon dioksid havadan 1,5 dəfə ağırdır, buna görə otaq zəif havalandırılarsa, o, aşağı təbəqələrində "yerləşməyə" meyllidir. CO2-nin birbaşa yerdən ayrıldığı və təxminən yarım metr hündürlükdə toplandığı “it mağarası” effekti məlumdur. Belə bir mağaraya girən yetkin, böyüməsinin yüksəkliyində karbon qazının artıqlığını hiss etmir, lakin itlər birbaşa karbon qazının qalın təbəqəsində olur və zəhərlənirlər.
CO2 yanmağı dəstəkləmir, buna görə də yanğınsöndürənlər və yanğınsöndürmə sistemlərində istifadə olunur. Yanan şamı guya boş stəkanın (amma əslində karbon qazı) məzmunu ilə söndürmək hiyləsi məhz karbon qazının bu xüsusiyyətinə əsaslanır.
Təbiətdəki karbon qazı: təbii mənbələr
Karbon qazı təbiətdə müxtəlif mənbələrdən əmələ gəlir:
- Heyvanların və bitkilərin tənəffüsü.
Hər bir məktəbli bilir ki, bitkilər havadan karbon qazı CO2-ni udur və ondan fotosintez proseslərində istifadə edirlər. Bəzi evdar qadınlar qapalı bitkilərin bolluğu ilə çatışmazlıqları düzəltməyə çalışırlar. Bununla belə, bitkilər yalnız udmaq deyil, həm də işıq olmadıqda karbon dioksidi buraxırlar - bu, tənəffüs prosesinin bir hissəsidir. Buna görə, zəif havalandırılan yataq otağında cəngəllik yaxşı bir fikir deyil: CO2 səviyyəsi gecə daha da yüksələcək. - Vulkanik fəaliyyət.
Karbon qazı vulkanik qazların bir hissəsidir. Yüksək vulkanik aktivliyə malik ərazilərdə CO2 birbaşa yerdən - mofet adlanan çatlardan və çatlardan sərbəst buraxıla bilər. Mofetli vadilərdə karbon qazının konsentrasiyası o qədər yüksəkdir ki, bir çox kiçik heyvanlar oraya çatdıqda ölürlər. - Üzvi maddələrin parçalanması.
Karbon qazı üzvi maddələrin yanması və çürüməsi zamanı əmələ gəlir. Meşə yanğınlarını böyük təbii karbon qazı emissiyaları müşayiət edir.
Karbon qazı təbiətdə karbon birləşmələri şəklində minerallarda: kömür, neft, torf, əhəngdaşı şəklində "saxlanır". CO2-nin böyük ehtiyatları dünya okeanlarında həll olunmuş formada tapılır.
Açıq su anbarından karbon qazının buraxılması, məsələn, 1984 və 1986-cı illərdə baş verdiyi kimi limnoloji fəlakətə səbəb ola bilər. Kamerundaki Manun və Nyos göllərində. Hər iki göl vulkanik kraterlərin yerində əmələ gəlmişdir - indi onlar sönmüşdür, lakin dərinliklərdə vulkanik maqma hələ də göllərin sularına qalxan və onlarda həll olunan karbon qazını buraxır. Bir sıra iqlim və geoloji proseslər nəticəsində sularda karbon qazının konsentrasiyası kritik həddi keçib. Atmosferə çoxlu miqdarda karbon qazı atıldı və bu, dağ yamaclarından uçqun kimi endi. 1800-ə yaxın insan Kamerun göllərində limnoloji fəlakətlərin qurbanı olub.
Karbon qazının süni mənbələri
Karbon qazının əsas antropogen mənbələri bunlardır:
- yanma prosesləri ilə əlaqədar sənaye emissiyaları;
- avtomobil nəqliyyatı.
Dünyada ekoloji cəhətdən təmiz nəqliyyatın payının artmasına baxmayaraq, dünya əhalisinin böyük əksəriyyətinin tezliklə yeni avtomobillərə keçmək imkanı (və ya arzusu) olmayacaq.
Sənaye məqsədləri üçün meşələrin aktiv şəkildə qırılması da havada karbon qazı CO2 konsentrasiyasının artmasına səbəb olur.
CO2 maddələr mübadiləsinin son məhsullarından biridir (qlükoza və yağların parçalanması). Toxumalarda ifraz olunur və hemoglobin tərəfindən ağciyərlərə daşınır, oradan nəfəs alır. İnsanın nəfəs aldığı havada təqribən 4,5% karbon qazı (45000 ppm) var - bu, tənəffüs edilən havadan 60-110 dəfə çoxdur.
Karbon qazı qan axını və tənəffüsün tənzimlənməsində böyük rol oynayır. Qanda CO2 səviyyəsinin artması kapilyarların genişlənməsinə səbəb olur, bu da daha çox qanın keçməsini təmin edir, bu da toxumalara oksigeni çatdırır və karbon qazını çıxarır.
Tənəffüs sistemi də göründüyü kimi oksigen çatışmazlığı ilə deyil, karbon qazının artması ilə stimullaşdırılır. Əslində, oksigen çatışmazlığı bədən tərəfindən uzun müddət hiss olunmur və nadir hallarda bir insanın hava çatışmazlığını hiss etməzdən əvvəl huşunu itirməsi tamamilə mümkündür. CO2-nin stimullaşdırıcı xüsusiyyəti süni tənəffüs cihazlarında istifadə olunur: burada tənəffüs sistemini "başlamaq" üçün karbon qazı oksigenlə qarışdırılır.
Karbon qazı və biz: CO2 niyə təhlükəlidir
Karbon qazı insan orqanizmi üçün oksigen kimi lazımdır. Ancaq oksigenlə olduğu kimi, karbon qazının çoxluğu da rifahımıza zərər verir.
Havada CO2-nin yüksək konsentrasiyası bədənin intoksikasiyasına gətirib çıxarır və hiperkapniya vəziyyətinə səbəb olur. Hiperkapniya ilə bir insan nəfəs almaqda çətinlik çəkir, ürəkbulanma, baş ağrısı yaşayır və hətta huşunu itirə bilər. Karbon qazının miqdarı azalmazsa, oksigen aclığı baş verir. Fakt budur ki, həm karbon qazı, həm də oksigen bədən boyunca eyni "nəqliyyat" - hemoglobinlə hərəkət edir. Normalda, onlar hemoglobin molekulunun müxtəlif yerlərinə yapışaraq birlikdə “səyahət edirlər”. Bununla belə, qanda karbon qazının artan konsentrasiyası oksigenin hemoglobinə bağlanma qabiliyyətini azaldır. Qanda oksigenin miqdarı azalır və hipoksiya baş verir.
Orqanizm üçün bu cür qeyri-sağlam nəticələr CO2 miqdarı 5000 ppm-dən çox olan havanı tənəffüs edərkən baş verir (bu, məsələn, mədənlərdəki hava ola bilər). Düzünü desəm, adi həyatda biz praktiki olaraq heç vaxt belə havaya rast gəlmirik. Bununla belə, karbon qazının çox aşağı konsentrasiyası sağlamlığa ən yaxşı təsir göstərmir.
Bəzi tapıntılara görə, hətta 1000 ppm CO2 subyektlərin yarısında yorğunluq və baş ağrılarına səbəb olur. Bir çox insanlar daha erkən havasızlıq və narahatlıq hiss etməyə başlayırlar. Karbon dioksid konsentrasiyasının daha da artması ilə 1500 - 2500 ppm kritik olaraq, beyin təşəbbüs göstərmək, məlumatları emal etmək və qərarlar qəbul etmək üçün "tənbəl" olur.
Gündəlik həyatda 5000 ppm səviyyəsi demək olar ki, mümkün deyilsə, 1000 və hətta 2500 ppm asanlıqla müasir insanın reallığının bir hissəsi ola bilər. Bizimkilər göstərdi ki, nadir hallarda havalandırılan məktəb siniflərində CO2 səviyyəsi çox vaxt 1500 ppm-dən yuxarı qalır və bəzən 2000 ppm-dən yuxarı qalxır. Bir çox ofislərdə və hətta mənzillərdə vəziyyətin oxşar olduğunu düşünmək üçün hər cür əsas var.
Fizioloqlar 800 ppm-ni insanın rifahı üçün təhlükəsiz karbon qazı səviyyəsi hesab edirlər.
Başqa bir araşdırma CO2 səviyyələri ilə oksidləşdirici stress arasında əlaqə tapdı: karbon dioksid səviyyəsi nə qədər yüksək olarsa, bədənimizin hüceyrələrinə zərər verən oksidləşdirici stressdən bir o qədər çox əziyyət çəkirik.
Yer atmosferində karbon qazı
Planetimizin atmosferində cəmi 0,04% CO2 var (bu, təqribən 400 ppm-dir) və bu yaxınlarda daha az idi: karbon qazı yalnız 2016-cı ilin payızında 400 ppm həddini keçdi. Alimlər atmosferdə CO2 səviyyəsinin yüksəlməsini sənayeləşmə ilə əlaqələndirirlər: 18-ci əsrin ortalarında, Sənaye İnqilabı ərəfəsində bu, cəmi 270 ppm idi.
Yüklənir...