3. PLANTA PILOT D’ABSORCIÓ DE GASOS
3.1. Parts principals de la planta pilot
3.1.6. Subministrament de CO2
L’objectiu principal de la planta pilot és absorbir diòxid de carboni a partir d’aigua de l’aixeta, que prové del dipòsit de reserva. En el cas del diòxid de carboni prové de la bombona de CO2 .
Figura 3.40: Subministrament de CO2.
1- Vàlvula d’obertura i tancament.
2- Manòmetres de CO2.
3- Tub transportador de CO2.
4- Bombona de diòxid de carboni.
5- Punt de mostreig.
PROPIETATS FÍSIQUES I QUÍMIQUES DEL DIÒXID DE CARBONI
El diòxid de carboni també es pot anomenar Biòxid de Carboni o Anhídrid Carbònic, pot trobar-se en estat gasós, líquid o sòlid. És un àtom de carboni central, unit amb dos dobles enllaços a dos àtoms d’oxigen (CO2). La seva alineació és recta (O=C=O). Les propietats en el cas de que es trobi en estat gasós: és un gas incolor, inodor, on la seva densitat és de 1,97g/l (a 0ºC i a 1 atm.) i és poc reactiu. Si està en estat líquid: incolor, inodor, volàtil, on la seva densitat varia a 1,01g/l (-37ºC). En el cas que sigui en estat sòlid (gel sec): és de color blanc on la seva densitat és de 1,56g/l (-79ºC) el seu punt de fusió és de -78,5ºC (sublima).
Totes les formes del diòxid de carboni són incombustibles i molt miscibles amb l’aigua, però també és miscible amb hidrocarburs i la majoria dels líquids orgànics.
És un gas asfixiant a concentracions del 10% o més, però les baixes concentracions fan una ventilació pulmonar (1-3%).
És un producte secundari de la fermentació de carbohidrats i un producte final de la combustió i la respiració.
A l’aire hi ha un 0,033% de CO2 el qual fomenta la formació de l'efecte hivernacle.
Els perills que pot causar el diòxid de carboni són: en forma sòlida el diòxid de carboni lesiona la pell i els teixits i en forma gas a concentracions elevades pot asfixiar a les persones .
Les seves utilitats són: refrigeració, begudes carbòniques, propulsor d'aerosols, intermedi químic, verificador de baixes temperatures, extintor de incendis, atmosferes inerts, medicina, tractament d’aigües municipals, enriquiment de l’aire en hivernacles .
Les seves propietats es mostren a la següent taula:
Taula 3.1: Propietats físiques i químiques del CO2 .
Fórmula molecular |
CO2 |
Massa molecular |
44,01g/mol |
Forma molecular |
Lineal |
Estructura cristal·lina |
Tipus quars |
Moment dipolar |
Zero |
Estat sòlid |
Gel sec |
Aspecte |
Gas o sòlid |
Color gas |
Incolor |
Color sòlid |
Blanc |
Número CAS |
124-38-9 |
Densitat fase sòlida |
1600kg/m3 |
Densitat fase gas |
1,98kg/ m3 (temp. de 298K) |
Solubilitat en aigua |
1,45kg/ m3 |
Punt de fusió |
- 57ºC (216K), pressuritzat |
Punt ebullició |
-78ºC (195K), sublimació |
Calor latent vaporització |
25,13 kJ/mol ( 1atm)) |
Viscositat |
0,07 cP a -78ºC |
Acidesa |
6,35 i 10,33 (pKa) |
Conductivitat tèrmica |
16,65 mW(1atm i 0ºC) |
BOMBONA DE CO2
La bombona de diòxid de carboni es troba situada al costat de l'aparell.
Els cilindres contenen gasos comprimits a pressions extremadament elevades, i s'han d'utilitzar amb una certa precaució. Els cilindres s’utilitzen per comprimir grans quantitats de gasos en espais reduïts, com per exemple oxigen, acetilè, diòxid de carboni.... segons la pressió que tenen poden presentar perills del tipus físic o químic. Aquests gasos al barrejar-se amb l’aire poden formar mescles inflamables i explosives (perills químics). Els cilindres consten de vàlvules i reguladors que controlen la sortida dels gasos .
L’exposició de gasos tòxics o asfixia per falta d’oxigen quant s’allibera gas en un recinte tancat, pot ser un alt risc per la salut.
És importat que el treballador que hi està en contacte estigui informat sobre: com identificar el contingut dels cilindres, quina és la manipulació adequada, utilitzar els EPIs pertinents segons el gas a utilitzat.
Pel que fa l’emmagatzematge cal recordar que: s’han d’evitar els cops; per això s’han de lligar, de forma individual, amb cadenes a una altura de 2/3 parts del cilindre en una paret segura. S’han de guardar en llocs ben ventilats, allunyats de materials inflamables. Els que estan buits, s’han de guardar separadament dels que estan plens i marcar-los com a buits.
Per evitar que es faci malbé o es trenqui la vàlvula principal s’ha de posar el tap de protecció sempre que l’ampolla no estigui en ús.
Quan estan en mal estat, el contingut de pressió de l’interior pot ser alliberat de forma violenta; ja que la vàlvula pot fallar o el cilindre pot estar perforat. Aquesta sortida de gas sota pressió pot impulsar el cilindre arran de terra fins a 50 km/h o en alçada fins a una 1200m. L’energia alliberada també pot ocasionar que el cilindre giri, reboti o fins i tot que travessi parets. L’alliberació de la pressió del cilindre pot ser una amenaça física greu.
Figura 3.41: Subministrament de CO2.
Figura 3.42: Part superior de la bombona de CO2.
1- Vàlvula d’obertura i tancament.
2- Manòmetres de CO2 .
3- Tub transportador de CO2.
4- Bombona de diòxid de carboni.
Les característiques de l’etiqueta de la bombona de CO2.
- Contingut de gas asfixiant a concentracions elevades.
- Conservar en un lloc ben ventilat.
- No respirar els gasos.
- Evitar cops i protegir l’envàs dels focus de calor.
- Obrir la vàlvula lentament.
- Impedir tot retrocés cap a l’ampolla.
MANÒMETRES DE CO2
En la figura 3.43 es pot observar que en les bombones de gas hi ha dos manòmetres per regular la pressió del gas.
Aquests manòmetres ens indiquen la quantitat de gas que hi ha a l’interior de la bombona.
Figura 3.43: Manòmetres de CO2(1) .
Figura 3.44: Manòmetres de CO2(2).
A la figura 3.43 es mostra el que marquen els manòmetres quan la bombona de CO2 està buida. És llavors quan s’ha de retirar la que hi ha i canviar-la per una de nova.
A la figura 3.44 inicialment es té la bombona de gas tancada i es pot observar que el primer manòmetre marca zero aproximadament i en canvi en el manòmetre dos marca una pressió de 1,5 bars aproximadament. El que s’observa en el segon manòmetre és que la goma de l’agulla està dilatada i no funciona bé, per tant, s’ha de realitzar un canvi de manòmetre.
Abans de canviar el manòmetre es continuen fent diferents proves fins que passa el que s’observa a la figura 3.45.
Figura 3.45: Manòmetres de CO2(3).
En aquesta figura s’observa que el manòmetre de pressió de la bombona de diòxid de carboni està congelada; això és degut a que pel tub de connexió del gas fins l’aparell perd diòxid de carboni, el qual al posar-se en contacte amb el manòmetre, i per tant, amb la temperatura de l’exterior, mica en mica el va congelant. De manera que s’ha de canviar la junta d’acer inoxidable per una altra de coure.
PUNT DE CALIBRACIÓ DEL CO2 PER L'OXYBABY
En la figura 3.46 es mostra la connexió del diòxid de carboni amb l’aparell, de manera que es pot observar que hi ha un punt de mostreig regulat per l’aixeta de regulació de la sortida de CO2.
El diòxid de carboni és transportat des de la bombona fina a l’interior de l’aparell mitjançant un tub de goma de color negre, el número 2 de la figura, un cop entra dins de la planta pilot, el diòxid de carboni es barreja en un punt de mescla amb l’aire, que prové del compressor.
El punt de mostreig del CO2 serveix per calibrar l’aparell de mesura del diòxid de carboni Oxybaby, ja que en aquest punt marca el 100% de diòxid de carboni.
Figura 3.46: Punt de mostreig del CO2.
1- Punt de mostreig de CO2.
2- Tub de goma, transportador de CO2.
3- Aixeta reguladora.
Per tal de veure les parts de la planta pilot, mireu el següent video: