3. PLANTA PILOTO DE ABSORCIÓN DE GASES
3.1. Partes principales de la planta piloto
3.1.6. Suministro de CO2
El objetivo principal de la planta piloto es absorber dióxido de carbono a partir de agua del grifo, que proviene del depósito de reserva. En el caso del dióxido de carbono proviene de la bombona de CO2.
Figura 3.40: Suministro de CO2.
1- Válvula de apertura y cierre.
2- Manómetros de CO2.
3- Tubo transportador de CO2.
4- Bombona de dióxido de carbono.
5- Punto de muestreo.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL DIÓXIDO DE CARBONO
El dióxido de carbono también se puede llamar bióxido de carbono o anhídrido carbónico, puede encontrarse en estado gaseoso, líquido o sólido. Es un átomo de carbono central, unido con dos dobles enlaces a dos átomos de oxígeno (CO2). Su alineación es recta (O = C = O). Las propiedades en el caso de que se encuentre en estado gaseoso: es un gas incoloro, inodoro, donde su densidad es de 1,97 g / l (a 0 º C y 1 atm.) Y es poco reactivo. Si está en estado líquido: incoloro, inodoro, volátil, donde su densidad varía a 1,01 g / l (-37 º C). En el caso de que sea en estado sólido (hielo seco): es de color blanco donde su densidad es de 1,56 g / l (-79 º C) su punto de fusión es de -78,5 º C (sublima).
Todas las formas del dióxido de carbono son incombustibles y muy transmisibles con el agua, pero también se miscible con hidrocarburos y la mayoría de los líquidos orgánicos.
Es un gas asfixiante a concentraciones del 10% o más, pero las bajas concentraciones hacen una ventilación pulmonar (1-3%).
Es un producto secundario de la fermentación de carbohidratos y un producto final de la combustión y la respiración.
En el aire hay un 0,033% de CO2 que fomenta la formación del efecto invernadero.
Los peligros que puede causar el dióxido de carbono son: en forma sólida el dióxido de carbono lesiona la piel y los tejidos y en forma gas en concentraciones elevadas puede asfixiar a las personas.
Sus utilidades son: refrigeración, bebidas carbónicas, propulsor de aerosoles, intermedio químico, verificador de bajas temperaturas, extintor de incendios, atmósferas inertes, medicina, tratamiento de aguas municipales, enriquecimiento del aire en invernaderos.
Sus propiedades se muestran en la siguiente tabla:
Taula 3.1: Propiedades físicas y químicas del CO2 .
Fórmula molecular |
CO2 |
Masa molecular |
44,01g/mol |
Forma molecular |
Lineal |
Estructura cristalina |
Tipo cuarzo |
Momento dipolar |
Cero |
Estado sólido |
Hielo seco |
Aspecto |
Gas o sólido |
Color gas |
Incoloro |
Color sólido |
Blanco |
Número CAS |
124-38-9 |
Densidad fase sólida |
1600kg/m3 |
Densidad fase gas |
1,98kg/ m3 (temp. de 298K) |
Solubilidad en agua |
1,45kg/ m3 |
Punto de fusión |
- 57ºC (216K), presurizado |
Punto ebullición |
-78ºC (195K), sublimación |
Calor latente vaporización |
25,13 kJ/mol ( 1atm)) |
Viscosidad |
0,07 cP a -78ºC |
Acidez |
6,35 i 10,33 (pKa) |
Conductividad térmica |
16,65 mW(1atm i 0ºC) |
BOMBONA DE CO2
La bombona de dióxido de carbono se encuentra situada en la parte izquierda del aparato, junto a la pared.
Los cilindros contienen gases comprimidos a presiones extremadamente elevadas, y deben ser utilizados con cierta precaución. Los cilindros se utilizan para comprimir grandes cantidades de gases en espacios reducidos, como por ejemplo oxígeno, acetileno, dióxido de carbono .... según la presión que tienen pueden presentar peligros del tipo físico o químico. Estos gases al mezclarse con el aire pueden formar mezclas inflamables y explosivas (peligros químicos). Los cilindros constan de válvulas y reguladores que controlan la salida de los gases.
La exposición de gases tóxicos o asfixia por falta de oxígeno cuando se libera gas en un recinto cerrado, puede ser un alto riesgo para la salud.
Es importante que el trabajador que está en contacto esté informado sobre: cómo identificar el contenido de los cilindros, cuál es la manipulación adecuada, utilizar los EPIs pertinentes según el gas utilizado.
En cuanto al almacenamiento hay que recordar que: se deben evitar los golpes, por eso se han de atar, de forma individual, con cadenas a una altura de 2 / 3 partes del cilindro en una pared segura. Deben guardarse en lugares bien ventilados, alejados de materiales inflamables. Los que están vacíos, deben guardarse por separado de los que están llenos y marcarlos como vacíos.
Para evitar que se estropee o se rompa la válvula principal se ha de poner el tapón de protección siempre que la botella no esté en uso.
Cuando están en mal estado, el contenido de presión del interior puede ser liberado de forma violenta, ya que la válvula puede fallar o el cilindro puede estar perforado. Esta salida de gas bajo presión puede impulsar el cilindro a ras de suelo hasta 50 km/h en altura hasta una 1200m. La energía liberada también puede ocasionar que el cilindro gire, rebote o incluso que atraviese paredes. La liberación de la presión del cilindro puede ser una amenaza física grave.
Figura 3.41: Suministro de CO2.
Figura 3.42: Parte superior de la bombona de CO2.
1- Válvula de apertura y cierre.
2- Manómetros de CO2.
3- Tubo transportador de CO2.
4- Bombona de dióxido de carbono.
Las características de la etiqueta de la bombona de CO2.
- Contenido de gas asfixiante a concertaciones elevadas.
- Conservar en un lugar bien ventilado.
- No respirar los gases.
- Evitar golpes y proteger el envase de los focos de calor.
- Abrir la válvula lentamente.
- Impedir todo retroceso hacia la botella.
MANÓMETROS DE CO2
En la figura 3:43 se puede observar que en las bombonas de gas hay dos manómetros para regular la presión del gas.
Estos manómetros nos indican la cantidad de gas que hay en el interior de la bombona.
Figura 3.43: Manómetros de CO2 (1) .
Figura 3.44: Manómetros de CO2 (2).
En la figura 3.43 se muestra lo que marcan los manómetros cuando la bombona de CO2 está vacía. Es entonces cuando hay que retirar la que hay y cámbiela por una nueva.
En la figura 3.44 inicialmente se tiene la bombona de gas cerrada y se puede observar que el primer manómetro marca cero aproximadamente y en cambio en el manómetro dos marca una presión de 1,5 bares aproximadamente. Lo que se observa en el segundo manómetro es que la goma de la aguja está dilatada y no funciona bien, por lo tanto, se debe realizar un cambio de manómetro.
Figura 3.45: Manómetros de CO2 (3).
En esta figura se observa que el manómetro de presión de la bombona de dióxido de carbono está congelada, lo que se debe a que por el tubo de conexión del gas hasta el aparato pierde dióxido de carbono, el cual al ponerse en contacto con el manómetro, y por lo tanto, con la temperatura del exterior, poco a poco lo congelando. De modo que hay que cambiar la junta de acero inoxidable por otra de cobre.
PUNTO DE CALIBRACIÓN DEL CO2 POR OXYBABY
En la figura 3.46 se muestra la conexión del dióxido de carbono con el aparato, de modo que se puede observar que hay un punto de muestreo regulado por el grifo de regulación de la salida de CO2.
El dióxido de carbono es transportado desde la bombona fina interior del aparato mediante un tubo de goma de color negro, el número 2 de la figura, una vez entra dentro de la planta piloto, el dióxido de carbono se mezcla en un punto de mezcla con el aire, que proviene del compresor.
El punto de muestreo del CO2 sirve para calibrar el aparato de medida del dióxido de carbono Oxybaby, ya que en este punto marca el 100% de dióxido de carbono.
Figura 3.46: Punto de muestreo del CO2.
1- Punto de muestreo de CO2.
2- Tubo de goma, transportador de CO2.
3- Grifo regulador.
Para ver las partes de la planta piloto, vea el siguiente video: