सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड परिशुद्धता सतह सफाई प्रौद्योगिकी

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर, चिकित्सा उपकरणों और सटीक प्रकाशिकी जैसे उद्योगों में स्वच्छता की आवश्यकताएं बढ़ती जा रही हैं, पारंपरिक सफाई प्रौद्योगिकियों जैसे गीली सफाई और अल्ट्रासोनिक सफाई को तेजी से सीमाओं का सामना करना पड़ रहा है। सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड (sCO₂) सफाई तकनीक, अपने अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ, सटीक सतह की सफाई के लिए एक उन्नत समाधान के रूप में उभरी है। यह लेख sCO₂ सफाई तकनीक के सिद्धांतों, वर्तमान अनुप्रयोगों और भविष्य की चुनौतियों का एक व्यवस्थित अवलोकन प्रदान करता है।

सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड तब बनता है जब CO₂ को उसके क्रांतिक बिंदु (31.1 डिग्री और 7.38 MPa) से ऊपर तापमान और दबाव के अधीन किया जाता है। इस अवस्था में, यह गैस और तरल दोनों की दोहरी विशेषताओं को प्रदर्शित करता है:

1.शून्य सतह तनाव: बिना किसी प्रतिरोध के नैनोस्केल छिद्रों (100:1 से अधिक पहलू अनुपात के साथ) में प्रवेश को सक्षम बनाता है।

2.उच्च विसरणशीलता: 10⁻⁴ सेमी²/सेकेंड का प्रसार गुणांक प्रदर्शित करता है, जो तरल विलायक से दस गुना अधिक है।

3.तरल जैसी घुलनशीलता: तेल और रेजिन जैसे कार्बनिक संदूषकों को प्रभावी ढंग से घोलता है।

4. ट्यून करने योग्य विलायक गुण: सॉल्वेशन पावर को अलग-अलग तापमान और दबाव द्वारा समायोजित किया जा सकता है।

5.पर्यावरण और सुरक्षा लाभ: गैर-{1}}विषाक्त, गैर-{2}}ज्वलनशील, और पुन: प्रयोज्य।

एक विशिष्ट sCO₂ सफाई प्रणाली एक मॉड्यूलर डिज़ाइन का उपयोग करती है और इसमें निम्नलिखित प्रमुख घटक होते हैं:

1.द्रव आपूर्ति इकाई: तरल CO₂ भंडारण टैंक और क्रायोजेनिक पंप

2.सुपरक्रिटिकल प्रतिक्रिया कक्ष: उच्च दबाव (आमतौर पर 20 एमपीए से अधिक या उसके बराबर) का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया

3. निस्पंदन और पृथक्करण इकाई: 0.1 माइक्रोन पीटीएफई झिल्ली फिल्टर से सुसज्जित

4.Recycling system: Achieves a CO₂ recovery rate of >95%

सफ़ाई प्रक्रिया:

1. चैम्बर में साफ किए जाने वाले हिस्सों को लोड करें।

2. तरल CO₂ को चैम्बर में पंप करें और उस पर सुपरक्रिटिकल स्थितियों में दबाव डालें।

3. निर्धारित तापमान और दबाव (आमतौर पर 10-30 मिनट) के तहत सफाई करें।

4. अवसादन के माध्यम से प्रदूषकों को अलग करें।

5. पुन: उपयोग के लिए CO₂ को रीसायकल करें।

1.संदूषक हटाने की सीमाएँ
चुनौती: अकार्बनिक और कणीय संदूषकों को हटाने में सीमित प्रभावकारिता।
समाधान:

विशेष सर्फेक्टेंट और सह-विलायक (उदाहरण के लिए, इथेनॉल, एथिल एसीटेट) विकसित करें।

अल्ट्रासोनिक या मेगासोनिक सहायता प्राप्त सफाई को एकीकृत करें।

2.उच्च-दबाव प्रणाली सुरक्षा
चुनौती: उच्च दबाव (20-30 एमपीए) पर परिचालन जोखिम।
समाधान:

316L स्टेनलेस स्टील या निकल आधारित मिश्रधातु से बने कक्षों का उपयोग करें।

एकाधिक सुरक्षा तंत्र लागू करें (उदाहरण के लिए, दोहरे सेंसर, बर्स्ट डिस्क)।

प्रगतिशील दबाव कम करने वाले डिज़ाइन लागू करें।

3.प्रक्रिया अनुकूलन
चुनौती: सफ़ाई प्रदर्शन तापमान और दबाव के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है।
समाधान:

⑴उच्च-सटीक पीआईडी ​​नियंत्रण प्रणाली (±0.5 डिग्री तापमान) का उपयोग करें<0.05 MPa pressure).

⑵प्रवाह क्षेत्र अनुकूलन के लिए कम्प्यूटेशनल तरल गतिशीलता (सीएफडी) का उपयोग करें।

⑶एआई संचालित पैरामीटर ट्यूनिंग लागू करें।

1.रासायनिक अपशिष्ट जल उत्पादन को 95% तक कम करता है

2.शून्य वीओसी उत्सर्जन

3.CO₂ पुनर्चक्रण योग्य है