Chu kỳ tuổi thọ về kỹ thuật CO2 và ứng dụng

“Chu kỳ tuổi thọ về kỹ thuật CO2” có thể được hiểu theo hai khía cạnh chính: chu trình carbon tự nhiên/kỹ thuật và tuổi thọ của thiết bị công nghệ sử dụng CO2.

1. Chu kỳ Carbon Tự nhiên và Kỹ thuật

Trong khí quyển, CO2 là một khí nhà kính tồn tại rất lâu. Trong khi một số khí phản ứng khác có thể tồn tại trong vài năm, CO2 có tuổi thọ rất dài, ước tính từ 300 đến 1.000 năm. Một phần đáng kể (15-40%) thậm chí có thể tồn tại trong khí quyển tới 2000 năm hoặc lâu hơn.

Về mặt kỹ thuật và môi trường, các nhà khoa học và kỹ sư xem xét “vòng đời” của CO2 thông qua các hệ thống thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS – Carbon Capture, Utilization, and Storage), thường được đánh giá bằng phương pháp Phân tích Vòng đời (Life Cycle Assessment – LCA). Chu trình kỹ thuật này bao gồm các bước:

Thu hồi: CO2 được thu giữ từ khí thải công nghiệp hoặc trực tiếp từ không khí bằng các công nghệ khác nhau.
Vận chuyển: CO2 (thường ở dạng lỏng) được vận chuyển đến nơi sử dụng hoặc lưu trữ.
Sử dụng (Utilization): CO2 được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho các quy trình công nghiệp khác (xem phần Ứng dụng bên dưới).
Lưu trữ (Storage): CO2 được nén và lưu trữ vĩnh viễn dưới lòng đất tại các địa điểm địa chất an toàn.

2. Tuổi thọ Kỹ thuật của Thiết bị CO2

Tuổi thọ kỹ thuật ở đây liên quan đến các thành phần vật lý của hệ thống sử dụng hoặc phát hiện CO2.

Bình chứa CO2: Bình chữa cháy CO2 cần được kiểm tra định kỳ 6 tháng đến 1 năm một lần để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Trong các hệ thống thủy sinh, một bình CO2 có thể kéo dài vài tháng tùy thuộc vào tốc độ phun và dung tích bể.
Cảm biến CO2: Các cảm biến phát hiện khí có tuổi thọ giới hạn, thường khoảng 5 năm là tối đa, và cần được hiệu chỉnh thường xuyên để duy trì độ chính xác.

3. Ứng dụng của CO2 trong Kỹ thuật và Công nghiệp

CO2 có nhiều ứng dụng quan trọng:

Công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Dùng để tạo gas cho đồ uống, bảo quản và đông lạnh thực phẩm.
Hàn và cắt kim loại: CO2 được sử dụng làm khí bảo vệ trong hàn MIG (Magnesium Inert Gas welding) để ngăn ngừa quá trình oxy hóa và đảm bảo chất lượng mối hàn.
Y tế: Sử dụng trong phẫu thuật nội soi (làm khí bơm vào khoang cơ thể), kích thích hô hấp khi trộn với oxy, và trong liệu pháp laser.
Thu hồi dầu tăng cường (EOR): Bơm CO2 vào các mỏ dầu để đẩy lượng dầu còn sót lại lên bề mặt.
Sản xuất hóa chất: Là nguyên liệu để sản xuất phân bón urê, methanol, và các nhiên liệu tổng hợp.
Công nghệ làm sạch: Sử dụng đá khô (CO2 rắn) để làm sạch thiết bị mà không để lại dư lượng hóa chất.
Nông nghiệp: Bổ sung CO2 trong nhà kính để thúc đẩy quá trình quang hợp và tăng năng suất cây trồng.