در این بخش به چگونگی تولید گاز دی اکسید کربن می پردازیم. کاربرد اصلی این گاز در صنایع نوشابه سازی و تزریق آن در محلول نوشابه می باشد. گاز نوشابه گازدار، علاوه بر آنکه از لحاظ طعم و مزه و ظاهر نیز در جلب نظر مصرف کنندگان اثر بسزائی دارد. به دلیل محیط اسیدی، به عنوان یک نگهدارنده نیز تلقی می شود. به هر صورت، امروز نوشابه های گاز دار جای خود را در میان مصرف کنندگان باز کرده است و ضرورت افزایش گاز دی اکسید کربن به نوشابه ها امری اجتناب ناپذیر است.
مراحل تهیه گاز دی اکسید کربن
سوزاندن سوخت مایع :
برای تهیه گاز دی اکسید کربن، از مواد مختلفی مانند ذغال سنگ یا کک، گاز طبیعی و یا سایر پروسس های تخمیری جهت تهیه الکل می توان استفاده نمود. ولی آنچه که در واحد گاز
دی اکسید کربن جهت سوزاندن و تهیه گاز مورد مصرف قرار می گیرد، سوخت مایع یا گازوئیل است. میزان گازوئیل مصرفی در حدود hr / Lit 150 می باشد و برای تهیه Kg 1000 دی اکسیدکربن مایع به 670 لیتر گازوئیل نیاز می باشد. گازوئیل برش نفتی بین C15 تا C25 است. این برش نفتی از پارافین ها، آروماتیک ها، ایزوپارافین ها و سیکلو پارافین ها تشکیل شده است که در محاسبات آن را به صورت پارافین و C18 در نظر می گیرند چگالی گازوئیل بین 81% تا 98% است. نقطه Flash آن 120- 55 درجه سانتیگراد تغییر می کند. در جدول زیر خواص فیزیکی گازوئیل نوشته شده است.
به عنوان مثال خواص فیزیکی گازوئیل پالایشگاه اصفهان به قرار زیر است:
- نقطه جوش نهائی، حداکثر 385 و میانگین 382 درجه سانتیگراد
- نقطه اشتعال، حداقل 130 و میانگین 133 درجه فارنهایت
- درصد گوگرد، حداکثر یک درصد وزنی و میانگین 85%
نقطه ریزش، حداکثر 35 در تابستان و 25 درجه فارنهایت در زمستان و میانگین 25 درجه فارنهایت میباشد/
گازهای حاصل از احتراق شامل مواد زائدی چون ترکیبات گوگردی مثل SO2 و H2S، بخار آب، CO2 و دیگر مواد گازی می[باشد. میزان گاز دی اکسید کربن در این مخلوط گازی در حدود 15% حجمی می باشد و پس از انجام عملیاتی که در این مبحث تشریح شد مواد زائد از مخلوط گرفته شده و گازی مثل CO نیز به CO2 تبدیل می شود و در نهایت گاز دی اکسید کربن با درجه خلوص بسیار بالا تهیه می گردد.
سوزاندن گازوئیل در بویلر انجام می گیرد. این سوخت توسط پمپی به بویلر فرستاده می شود. گازوئیل پس از سوزاندن چنانکه گفتیم تولید گازهای حاصل از احتراق Flue gas را می کند و این برای انجام مرحله بعدی یعنی سرد شدن به قسمت مربوط هدایت می شود. بویلر علاوه بر تولید فلو گاز، بخار داغ را نیز به عنوان محصول جانبی تولید می کند.
خنک کن فلو گاز :
فلو گاز در این قسمت در اثر تماس با جریان آب که به صورت همسو است سرد می گردد . حرکت فلو گاز از پائین برج سرد کننده به سمت بالا و جریان آب عکس آن می باشد , آب توسط شیپورکهائی ( نازلهائی ) بر روی فلوگاز , به شکل ذرات ریز اسپری می شود . در این مرحله مقداری از گازهای قابل حل در آب نیز مثل آمونیاک از فلو گاز جدا میگردد . آب مصرفی در این برج , آب چاه بوده و پس از اسپری شدن و تجمع در انتهای برج به فاضلاب می ریزد و فلوگاز که در این قسمت در اثر تماس با آب به دمائی در دامنه 300-50 درجه فارنهایت قرار گرفته است , اینک به سمت تصفیه کننده فلوگاز فرستاده می شود .
خالص سازی فلوگاز
در برج تصفیه، فلوگاز باز هم به شکل نا همسو، در تماس با جریانی از محلول آبکی کربنات سدیم که به سودا اش معروف است قرار می گیرد. این برج، یک ستون پرشده می باشد. نوع آکنه ای که در این برج وجود دارد از نوع حلقهجهای پال می باشد. جنس این آکنهجها پلی پروپیلن است. این پرکن، دارای حداکثر راندمان نسبت به انواع مشابه خود می باشد. هدف از استفاده از ستون پرشده، افزایش سطح تماس سطح انتقال جرم بوده و به این وسیله راندمان انتقال جرم به طور چشمگیری افزایش می یابد. سودا اش دارای خاصیت بوگیری می باشد و قادر است ترکیبات گوگردی مثل SO2 را از فلوگاز جدا نماید. SO2 در ترکیب با سودا اش به شکل سولفیت سدیم ( Na2SO3 ) تبدیل می شود. چگونگی عمل در شکل زیر نمایان است.