Komprimiertes CO<sub>2</sub> im Vergleich mit Druckluft
Was ist der Unterschied zwischen komprimiertem CO2 und Druckluft?
Genau wie reguläre Luft kann auch Kohlendioxid (CO2) komprimiert werden. Bei beidem handelt es sich um ein Gas, dies ist jedoch so ziemlich die einzige Gemeinsamkeit. Werfen wir daher einen Blick auf die vielen Unterschiede zwischen den beiden Gasen.
Verdichtung von Luft im Vergleich zur Verdichtung von CO2
Technisch gesehen ist die Verdichtung von CO2 einfacher als die von Luft. Sie erzeugt weniger Wärme und hat geringere Anforderungen an die für die Verdichtung verwendeten Geräte. Dieser Verdichtungsprozess umfasst jedoch auch eine Reihe von Herausforderungen.
Eine davon ist die entstehende Feuchtigkeit. Bei Druckluft stellt sie in der Regel kein schwerwiegendes Problem dar, wenn sie korrekt abgelassen wird. Die bei der Komprimierung von Kohlendioxid entstehende Feuchtigkeit erzeugt jedoch Kohlensäure. Daher müssen einige Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um die Korrosion der Anlagen zu verhindern. Dazu gehört die Verwendung von Edelstahl oder speziell beschichtetem Material für Komponenten, die mit dem Kondensat in Berührung kommen können.
Da CO2 ein schweres Molekül ist, kann es stärkere Schwingungen erzeugen. Bei zu starker Verdichtung (d. h. bei Hochdruck) verflüssigt es sich möglicherweise, was zu Schäden am Kompressor führen kann.
Kohlendioxid hat bei 0 °C eine Dichte von 1,5 im Vergleich zu Luft.
Die Dichte von Kohlendioxid beträgt unter Normbedingungen für Druck und Temperatur 1.977 kg/m3.
LUFT 1,29 kg/m3 – CO2 1,97 kg/m3.
Wie wird CO2 verflüssigt?
Wie legt man den Druck fest, um CO2 zwischen dem Tripelpunkt (5,18 bar, −56,6 °C) und dem kritischen Punkt (73,8 bar, 31,1 °C) zu verflüssigen? Das hängt von vielen verschiedenen Parametern ab, und das Verflüssigungssystem, das Verdichtungssystem, die Behälter, ein CO2-Frachter usw. haben einen Einfluss auf die Lebenszykluskosten. Ein guter Kompromiss liegt in der Regel bei ca. 15/20 bar (entspricht -27 °C/-20 °C Verflüssigungstemperatur).
Die Konstruktion des CO2-Kompressors im Vergleich mit der eines Kompressors für Druckluft
Kommen wir nun zur erforderlichen Ausrüstung.
Von außen und für Laien wäre es schwierig, einen Kompressor für Druckluft von einem CO2-Kompressor zu unterscheiden. Im Inneren gibt es jedoch einige Unterschiede:
- Wie bereits erwähnt wird ein CO2-Kompressor mit mehr Edelstahl ausgestattet, damit er vor Korrosion geschützt ist.
- Er ist in der Regel größer und robuster als ein Kompressor für Druckluft, um den potenziell höheren Belastungen und Schwingungen standzuhalten.
- Ein CO2-Kompressor verfügt nicht über einen direkten Einlass. Da das Gas aus einer CO2-Quelle bezogen werden muss, wird das CO2 normalerweise mithilfe eines Einlasssystems behandelt, bevor es in den Kompressor gelangt.
Umweltschutz
Druckluft ist einfach Umgebungsluft, die verdichtet wurde. Das bedeutet, dass sie jederzeit (entweder absichtlich durch bestimmte Geräte oder unabsichtlich durch Leckagen im Druckluftsystem) ohne Schäden in die Atmosphäre zurückgeleitet werden kann.
Kohlendioxid ist jedoch ein schädliches Treibhausgas, dessen Freisetzung in die Atmosphäre nach Möglichkeit vermieden werden sollte. Während die für Druckluft verwendete Luft problemlos eingeatmet werden kann, stellt eine Ansammlung von Kohlendioxid in einem geschlossenen Raum ein Gesundheitsrisiko für alle Personen in der Nähe dar.
Um die Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre zu vermeiden, könnte es gespeichert bzw. durch andere Anwendungen wiederverwendet werden.
Verwendung von Druckluft im Vergleich zur Verwendung von komprimiertem Kohlendioxid
Ein weiterer wesentlicher Unterschied ist die Verwendung von Druckluft und komprimiertem CO2.
Allgemein wird Luft verdichtet, um z. B. ein Druckluftwerkzeug anzutreiben, Materialien zu befördern, eine Bremse zu betätigen usw.
Kohlendioxid hingegen wird komprimiert, damit es leichter bewegt oder gespeichert werden kann. Nach der Verdichtung kann CO2 dafür verwendet werden, Getränke mit Kohlensäure zu versetzen und inerte Atmosphären bei bestimmten Prozessen zu schaffen. Außerdem kann es als Rohstoff für chemische Reaktionen eingesetzt werden.
Der Grund für die Verwendung der CO2-Verdichtung
Während einige Produzenten von Kohlendioxid ihr CO2 wiederverwenden oder speichern (durch CO2-Kompressoren), haben die meisten anderen Produzenten das CO2 einfach in die Atmosphäre freigesetzt. Aufgrund von Umweltschutzbedenken, Steuern und immer strengeren Vorschriften wird die so genannte Kohlenstoffgewinnung jedoch zu einer immer beliebteren, nachhaltigen und kostengünstigeren Option. Und wenn CO2 gespeichert werden soll, muss ein Kompressor eingesetzt werden.
