二氧化碳雪洗技術(shù)

1、二氧化碳雪清洗技術(shù) 二氧化碳雪清洗劑與其它二氧化碳清洗劑的區(qū)別：目前使用二氧化碳作為清洗劑的清洗方法有四種。第一種是使用堅(jiān)硬而致密的固體二氧化碳干冰，作為清洗劑。第二種是使用固體二氧化碳與二氧化碳?xì)怏w的混合物作為清洗劑。第三種是以液體二氧化碳溶劑作為清洗劑。第四種是以超臨界流體狀態(tài)的二氧化碳作為清洗劑的清洗。上述四種清洗的區(qū)別首先在于清洗的作用機(jī)理各不相同。第一種干冰清洗技術(shù)是利用干冰小球體的高速?zèng)_擊速度對(duì)污垢進(jìn)行機(jī)械沖擊的應(yīng)力作用和低溫冷凍作用進(jìn)而將污垢清除的，該技術(shù)是一種物體間的能量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移過(guò)程。第三種液體二氧化碳清洗技術(shù)，是利用液體二氧化碳溶劑的溶解作用將污垢清除的。第四種超臨界二氧

2、化碳清洗技術(shù)，是利用超臨界流體的特殊性質(zhì)將污垢清除的。而第二種二氧化碳雪清洗則是利用處于高壓狀態(tài)下的液體或者氣態(tài)二氧化碳在減壓噴霧過(guò)程中形成的二氧化碳?xì)饬?，該氣流含有固體二氧化碳小顆粒，二氧化碳?xì)饬鞯母咚龠\(yùn)動(dòng)同時(shí)與污垢間的能量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移作用和高速氣流的清洗作用來(lái)清除污垢的。其他的區(qū)別還表現(xiàn)在，二氧化碳雪清洗是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，不像超臨界二氧化碳或液體二氧化碳清洗那樣需要以間斷的方式進(jìn)行。另外二氧化碳“雪”清洗對(duì)與污垢結(jié)合得很好的底基材料的剝離力的破壞作用也是相對(duì)比較小的。另一個(gè)顯著區(qū)別表現(xiàn)在價(jià)格方面，二氧化碳雪清洗設(shè)備的價(jià)格要比其他二氧化碳清洗設(shè)備的價(jià)格低十倍以上。二氧化碳雪清洗系統(tǒng)是怎樣形成

3、的？無(wú)論使用液體二氧化碳還是氣體二氧化碳都可以作為二氧化碳雪清洗劑的來(lái)源當(dāng)它們從常溫高壓的鋼瓶出口迅速膨漲噴射出來(lái)時(shí)，形成的高速流體常形成一個(gè)固體和氣體二氧化碳的混合物，并集中射向被清洗的表面，這種流體在國(guó)外被稱為二氧化碳“雪”。所以我們不要誤解為存在一種二氧化碳的雪花，名稱只是對(duì)國(guó)外用語(yǔ)的直譯。要獲得二氧化碳雪的流體，通常必須使用一種稱為文丘里噴嘴的特殊噴嘴。其特殊設(shè)計(jì)的孔口和噴嘴使得噴射過(guò)程中能在焓值恒定的情況下發(fā)生膨漲并獲得一個(gè)高速的二氧化碳“雪”流體。文丘里管的構(gòu)造如圖一所示。文丘里管簡(jiǎn)稱文氏管又稱喉形管，既可用作測(cè)量流體流速的儀表，也可做高效率的氣體冷卻、凈化、吸收設(shè)備。結(jié)構(gòu)主要包括

4、一段截面不同的管子，由兩端向中間縮小其最小處稱為喉頸，氣體流過(guò)時(shí)，由于管的截面縮小，流速加大而壓力降低，喉頸處流速最大，將裝有高壓二氧化碳的鋼瓶接上文丘里噴嘴，在噴射時(shí)就可以產(chǎn)生出含有固體二氧化碳的高速二氧化碳?xì)饬?。?shí)際上二氧化碳雪的清洗作用是靠?jī)煞N清洗作用共同完成的一方面它利用的是固體二氧化碳與物體表面污染物之間的能量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移作用，這種作用使得二氧化碳雪可以去除各種尺寸的顆粒污垢，即使是微米大小的顆粒，目前可被去除的最小顆粒為0.03微米。而另一方面利用二氧化碳雪的特殊溶解作用，可將物體表面上的有機(jī)沉積物和薄膜去除。所以它對(duì)顆粒狀污垢和薄膜狀油污都有很好的清洗效果。二氧化碳雪清洗的機(jī)理？

5、二氧化碳雪形成過(guò)程的相變由液體或氣體二氧化碳作為來(lái)源在噴射過(guò)程中形成較小的二氧化碳固體顆粒時(shí)，發(fā)生的是二氧化碳由氣相或液相轉(zhuǎn)變成固、氣兩相共存體系的相變過(guò)程。根據(jù)熱力學(xué)在一定溫度和壓力下二氧化碳的相態(tài)和相變過(guò)程可用下面的相圖表示。在此臨界點(diǎn)以上的二氧化碳被稱為超流體相或超臨界相，在超臨界相中沒(méi)有單獨(dú)存在的液相與氣相，超臨界相的流體既具有液體高密度的特點(diǎn)又具有氣體流動(dòng)性好擴(kuò)散性強(qiáng)的特點(diǎn)。相圖中的線是固、氣共存線，在此線上的壓力、溫度條件下，固體二氧化碳可不經(jīng)過(guò)液相而直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)二氧化碳即二氧化碳發(fā)生升華。同時(shí)也表示在此線上的溫度、壓力下，固相和氣相可以共存并且兩相可以相互轉(zhuǎn)化而不經(jīng)過(guò)液體的中間

6、相。同樣在線上的溫度、壓力下固體二氧化碳可以與液體二氧化碳共存，并且兩相可以相互轉(zhuǎn)變。在線上的溫度、壓力下液體二氧化碳可以與氣體二氧化碳共存而且兩相可以相互轉(zhuǎn)化。而在域內(nèi)的溫度和壓力下二氧化碳只能以固體相存在，在區(qū)域的溫度、壓力范圍內(nèi)二氧化碳只能以液相存在。在區(qū)域內(nèi)的溫度、壓力下，二氧化碳只能以氣相存在。在常溫30、常壓1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，條件下穩(wěn)定存在的二氧化碳是氣態(tài)。所以在用二氧化碳雪清洗污垢后最終排出的二氧化碳是氣態(tài)的，而固體顆粒和有機(jī)污垢能從排出的二氧化碳?xì)饬魇蟹蛛x，氣體二化碳可被排放到外面并被進(jìn)一步回收利用。雖然通過(guò)上述相圖可以幫助我們了解二氧碳雪形成過(guò)程就是常溫高壓下的液體或氣體二氧化碳向氣、固兩相共存體系轉(zhuǎn)變的相變過(guò)程，但是二氧化碳的相圖并不能告訴我們二氧化碳雪清洗劑是如何具體由液體或氣體狀態(tài)的二氧化碳轉(zhuǎn)變成含固體二氧化碳的氣流束的。而二氧化碳的壓力焓圖卻可以幫助我們加深對(duì)二氧化碳雪形成過(guò)程中相變的理解。 干冰是二氧化碳的固態(tài)存在形式，是在- 78的低溫下二氧化碳凝結(jié)成的固態(tài)顆粒，這就是我們所說(shuō)的“干冰”。干冰在常溫、常壓下可直接氣化成二氧