이산화탄소(Carbon Dioxide - CO2)를 사용할 때 주의 사항
최근 지구 환경의 극단적인 변화로 인해 탄소 중립(Carbon Neutrality)에 대해 많이 알려지고 있습니다.
탄소 중립은 특정 조직이나 개인, 국가가 방출하는 탄소의 양과 그들이 제거하거나 보상하는 탄소의 양이 동일하게 만들어 순 배출량을 0으로 만드는 것을 말합니다.
이산화탄소는 지구 온난화의 주된 원인으로 알려져 있는데, 탄소 중립을 달성하기 위해서는 이산화탄소 배출량을 줄이고 흡수량을 늘리는 노력이 필요합니다.
하지만 이산화탄소를 부정적으로만 볼 수는 없습니다.
이산화탄소는 다양한 산업과 연구에서 사용되는 유용하고 꼭 필요한 기체입니다.
이번 시간에는 이산화탄소(Carbon Dioxide)와 사용 시 주의 사항에 대해 알아보겠습니다.
이산화탄소(Carbon Dioxide - CO2)
이산화탄소는 탄소 원자 하나와 산소 원자 두 개가 결합한 화합물로, 무색 무취의 기체이며 공기 중 약 0.04%를 차지합니다.
인간은 1분에 약 1/4리터의 이산화탄소를 배출하며, 식물은 이산화탄소를 이용해 산소를 생성합니다.
위에 언급한 것 처럼 이산화탄소는 지구의 대기 중 태양으로부터 오는 열을 가두는 역할을 하기 때문에 지구 온난화의 주된 원인 중 하나로 알려져 있습니다.
하지만 자연과 인간의 다양한 활동에 있어 여러 긍정적인 특성 및 용도가 있습니다.
1. 식물의 광합성 : 이산화탄소는 식물의 광합성에 필수적입니다.
식물은 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 방출하며, 에너지를 생산합니다.
2. 식품 보존 : 이산화탄소는 식품 보존의 목적으로 사용되기도 합니다.
이산화탄소 패킹은 음식의 신선도를 유지하는데 도움을 주며, 세균 및 곰팡이의 성장을 억제합니다.
3. 환경 안정화 : 이산화탄소는 특정 조건에서 물과 결합해 특정 유형의 해양 생물체에 필요한 탄산칼슘을 형성합니다.
4. 의료 및 제약 : 이산화탄소는 몇몇의 의료 및 제약 제품의 제조 과정에 사용됩니다. 또한 외과 수술 중 몸속의 특정 부위를 확장시키기 위한 목적으로도 사용됩니다.
5. 화학 반응 : 이산화탄소는 특정 화학 반응, 특히 유기 합성에서 사용되는 반응 매개체나 용매로 활용됩니다.
또한 이산화탄소는 다양한 산업과 실험 분야에서 사용되고 있습니다.
- 화학 물질을 생산하고 원료로 사용하기 위해 산업 분야에서 사용
- 주조물의 경도를 향상시키기 위해 금속 산업에서 사용
- 페인트 분사 또는 조리 시 식물성 기름 분사의 운반체로 사용
- 액체 이산화탄소는 친환경 드라이클리닝의 용매로 사용
- 고체 이산화탄소는 냉장 보관에 사용
- 영화, 라이브 쇼, 농리 공원 등에서 특수 효과를 위해 이산화탄소 사용
- 기체 상 이산화탄소는 소화기의 용매로 사용
- 탄산 음료
위의 내용 중 소화기에 사용되는 이산화탄소는 약 95%의 순도로 사용되며, 탄산 음료에 포함되는 이산화탄소의 순도는 약 99.9995%에 이릅니다.
MFM / MFC를 이용해 이산화탄소를 측정, 제어할 때 주의 사항
이산화탄소는 대기압보다 훨씬 높은 압력에서 O-Ring 및 다이어프램과 같은 탄성체 씰을 더 쉽게 침투하는 것으로 알려져 있습니다.
이로 인해 재료가 부풀어 오를 수 있고, 급격한 감압이 이뤄질 경우, 내부 가스가 탄성체를 파열시켜 씰이 손상될 수 있습니다.
따라서 이산화탄소를 사용할 때는 이러한 위험을 줄이기 위해 몇 가지 주의해야 할 점이 있습니다.
1. 이산화탄소에 덜 취약한 재료를 선택해야 합니다.
Viton은 이산화탄소를 사용하는 환경에 적합한 선택이 아닌 경우가 있습니다.
2. 사용 환경이 알맞은 경우, 탄성 씰이 고압에 노출되는 시간을 줄입니다.
3. 압력이 감소하면 이산화탄소가 재료에서 빠져나갈 시간을 충분히 주도록 합니다.
인포라드의 유량측정기는 다양한 분야에서 이산화탄소를 측정하고 제어하는데 사용되고 있습니다.
위의 그림과 같이 300 Vue는 모든 금속 실과 Kalrez 밸브 시트를 제공합니다.
탄성 씰이 있는 200 시리즈 사용자의 경우 폭발성 감압에 덜 취약한 Buna-N 씰을 사용하길 권장합니다.
여기서 중요한 점은 이산화탄소가 탄성 씰을 침투해 씰이 손상될 수 있다는 것 입니다.
이를 방지하기 위해 탄성 씰이 덜 취약한 재료를 선택하거나, 압력이 감소할 때 이산화탄소가 재료에서 빠져나갈 시간을 충분하게 주는 것이 권장됩니다.
이산화탄소 사용 환경에서 진공 센서를 사용할 때 주의 사항
인포라드에서 제공하는 진공 게이지는 이산화탄소와 사용이 가능합니다.
HVG-2020B는 1 mtorr에서 대기까지 이산화탄소를 측정하기 위한 훌륭한 선택이 될 수 있습니다.
컨벡션 구동형 피라니 게이지는 질소와 공기 외의 가스와 함께 사용하면 아래 그림과 같은 비정상적인 작동을 할 수 있습니다.
HVG-2020B 진공 게이지는 열전도에 의존하지 않고 전체 측정 범위에서 이산화탄소에 대한더 선형적인 응답을 제공합니다.
즉, 압력이 증가함에 따라 게이지 판독 값이 선형적으로 증가합니다.
인포라드는 높은 정확도의 진공 게이지와 다양한 유량대의 Mass Flow Meter / Mass Flow Controller를 제공하고 있습니다.
문의사항은 아래 링크를 이용하시기 바랍니다.
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