Þar sem kröfur um hreinleika halda áfram að aukast í iðnaði eins og hálfleiðurum, lækningatækjum og nákvæmnisljóstækni, verða hefðbundin hreinsitækni -eins og blauthreinsun og úthljóðsþrif- í auknum mæli að takast á við takmarkanir. Yfirkritísk koltvísýrings (sCO₂) hreinsitækni, með einstaka eðlis- og efnafræðilega eiginleika, hefur komið fram sem háþróuð lausn fyrir nákvæma yfirborðshreinsun. Þessi grein veitir kerfisbundið yfirlit yfir meginreglur, núverandi notkun og framtíðaráskoranir sCO₂ hreinsitækni.
Eiginleikar yfirkritísks koltvísýrings
Ofurkritískt koltvísýringur myndast þegar CO₂ verður fyrir hitastigi og þrýstingi yfir bráðamarki (31,1 gráðu og 7,38 MPa). Í þessu ástandi sýnir það tvöfalda eiginleika bæði lofttegunda og vökva:
1. Núll yfirborðsspenna: Gerir kleift að komast inn í svitahola á nanóskala (með stærðarhlutföllum yfir 100:1) án mótstöðu.
2.Hátt dreifing: Sýnir dreifingarstuðul 10⁻⁴ cm²/s, sem er tífalt meiri en fljótandi leysiefna.
3.Vökvi-eins og leysni: Leysir á áhrifaríkan hátt upp lífræn aðskotaefni eins og olíur og kvoða.
4.Tunable leysiseiginleikar: Hægt er að stilla leysisstyrk með mismunandi hitastigi og þrýstingi.
5. Umhverfis- og öryggisávinningur: Ó-eitrað, ekki-eldfimt og endurvinnanlegt.
Hreinsunarkerfi og ferliflæði
Dæmigert sCO₂ hreinsikerfi notar mát hönnun og samanstendur af eftirfarandi lykilþáttum:
1. Vökvabirgðaeining: Fljótandi CO₂ geymslutankur og frostdæla
2. Yfirkritískt viðbragðshólf: Hannað til að standast háan þrýsting (venjulega meira en eða jafnt og 20 MPa)
3.Síun og aðskilnaðareining: Útbúin með 0,1 μm PTFE himnusíu
4.Recycling system: Achieves a CO₂ recovery rate of >95%
Hreinsunarferli:
1.Hlaðið hlutum sem á að þrífa inn í hólfið.
2. Dælið fljótandi CO₂ inn í hólfið og þrýstið á það í yfirkritar aðstæður.
3. Framkvæmdu hreinsun við stillt hitastig og þrýsting (venjulega 10–30 mínútur).
4.Aðskiljið aðskotaefni með þrýstingslækkun.
5. Endurvinna CO₂ til endurnotkunar.
Tæknilegar áskoranir og lausnir
1.Takmarkanir á að fjarlægja mengunarefni
Áskorun: Takmörkuð virkni við að fjarlægja ólífræn og agna aðskotaefni.
Lausnir:
Þróaðu sérhæfð yfirborðsvirk efni og sam-leysiefni (td etanól, etýlasetat).
Samþættu ultrasonic eða megasonic-aðstoðþrif.
2.Öryggi háþrýstingskerfis-
Áskorun: Rekstraráhætta við háan þrýsting (20–30 MPa).
Lausnir:
Notaðu hólf úr 316L ryðfríu stáli eða nikkel-blendi.
Innleiða marga öryggisbúnað (td tvöfalda skynjara, sprunguskífur).
Notaðu stigvaxandi þrýstingslækkunarhönnun.
3.Process Optimization
Áskorun: Hreinsunarárangur er mjög viðkvæmur fyrir hitastigi og þrýstingi.
Lausnir:
⑴Notaðu hár-nákvæm PID stýrikerfi (±0,5 gráðu hitastig,<0.05 MPa pressure).
⑵ Notaðu tölvuvökvavirkni (CFD) til að fínstilla flæðisvið.
⑶Beita gervigreind-drifinni færibreytustillingu.
Kostir
1. Dregur úr framleiðslu efnaafrennslis um 95%
2. Núll VOC losun
3.CO₂ er endurvinnanlegt