El dióxido de carbono es producido por muchas operaciones industriales, incluida la combustión, el reformado con metano a vapor, la cocción de piedra caliza, la fermentación, el lavado de las corrientes de petróleo y gas, y un producto menor de la separación industrial del aire. En la práctica, las corrientes más puras tienden a provenir del reformado con metano a vapor y de la fermentación, y estas son las únicas que tienden a ser capturadas. SMR produce la mayoría de los tipos de gas de grado industrial, mientras que el gas de fermentación y algo de dióxido de carbono purificado de SMR se usa generalmente para dióxido de carbono de grado alimenticio.
Es probable que la forma más fácil de obtener una fuente de dióxido de carbono para la presurización sea recolectando el gas de una fermentación anaeróbica, que podría encontrar fácilmente si conoce a alguien que elabora cerveza en casa. Una vez que la fermentación ha comenzado, el gas que sale de la cerradura contendrá funcionalmente dióxido de carbono, algo de nitrógeno residual y agua.
Desafortunadamente, presurizar esto en un entorno hogareño no es fácil. El mayor problema que tendrá es que el gas que sale de la cerradura estará húmedo, es decir, saturado con agua, y el dióxido de carbono húmedo a presión es muy corrosivo debido a la formación de ácido carbónico. Los cilindros de dióxido de carbono se presurizan con gas seco para evitar esto. Por ejemplo, las especificaciones para varios grados de dióxido de carbono de Praxair están aquí: Página sobre Praxair
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Tenga en cuenta que en cada caso, el contenido de agua es extremadamente bajo – <3 ppm en todos los casos. También tenga en cuenta que a pesar de sus expectativas salvajes, el THC no se refiere al tetrahidrocannabinol, pero es un acrónimo de "hidrocarburos totales". Lo siento 😉
Para secar su propio gas, probablemente tendrá que seguir varios pasos para sacar el agua. En un entorno industrial, las personas generalmente usan un reactivo higroscópico como el trietilenglicol (TEG) para limpiar el agua de las corrientes de gas. Desafortunadamente, no es probable que tengas acceso a eso.
Recomendaría una serie de métodos para sacar tanta agua como sea posible. Primero, refrigere la corriente en algún tipo de tanque de decantación para condensar la mayor cantidad de agua contenida que pueda. Industrialmente, las corrientes de gas pueden deshidratarse funcionalmente al congelarse a aproximadamente -150 grados Fahrenheit, pero no es probable que lo haga mejor que aproximadamente 20 grados F; sin embargo, cada poquito ayuda. El siguiente paso sería pasar la corriente de gas a través de una columna llena de un desecante, más comúnmente cloruro de calcio anhidro (CaCl2). El cloruro de calcio anhidro es muy adecuado para la aplicación porque forma fácilmente varios hidratos y, finalmente, una salmuera muy concentrada, que debe recogerse en una bandeja de goteo debajo de la entrada de gas. Se sabe que los deshidratadores de cloruro de calcio obtienen tan solo 1 lb de agua / MMscf de gas, suficiente para cumplir con las especificaciones de gas industrial. Puede obtener cloruro de calcio fácilmente: es la sal de carretera más comúnmente vendida y está disponible básicamente en todas partes en áreas nevadas.
Hay algunos cálculos involucrados en todo esto; idealmente, tendrá algún conocimiento del contenido de agua de su gas al observar la cantidad de agua en una cantidad representativa de dióxido de carbono liberado del recipiente de fermentación a la temperatura de salida. A partir del contenido de agua del gas saturado a su temperatura de refrigeración, tendrá una idea de la cantidad de agua que puede esperar recolectar allí. Para el resto, debe diseñar su desecador para asegurarse de que el gas se mueva lo suficientemente lento como para permitir que el desecador funcione y contenga suficiente cloruro de calcio para desecar adecuadamente el gas. En general, desea una relación longitud: diámetro en el lecho de aproximadamente 3: 1 o más, y al menos 0.3 lb de cloruro de calcio por cada lb de agua que espera eliminar. El parámetro de diseño más importante en este caso es la velocidad superficial del lecho, que determina la longitud de su secadora. Según el área de la sección transversal de su tubería de entrada, la velocidad del gas en la tubería de entrada y el área de la sección transversal de la columna, desea probar durante aproximadamente 20-30 pies / min.
