前言
如今,乾冰清洗技術正在有效地應用於從重渣去除到精密半導體和電路板清潔的各種應用中。 想像一個可以在線使用而不會損壞設備或需要機器「拆卸」的過程。 與傳統的有毒化學品,高壓水噴射和磨料噴砂處理不同,乾冰噴射使用高速氣流中的乾冰顆粒去除表面上的汙染物,而不會增加二次廢物處理和處置的成本和不便。

什麼是乾冰?
乾冰是二氧化碳(CO2)的固體形式,它是我們大氣中天然存在的無色,無味,無味的氣體。 乾冰固體具有-78.5°(-190°F)的低溫,具有可以輕拍的固有熱能。 在大氣壓下,固體CO2直接升華為沒有液相的蒸汽。 這種獨特的性質意味著噴射介質簡單地消失,只留下原始汙染物被處理掉。 此外,現在可以在水敏感區域進行清潔。 二氧化碳是一種無毒的液化氣體,既便宜又易於儲存在工作現場。 同樣重要的是,它不導電且不易燃。

乾冰怎麼製造?
在乾冰噴射中,有幾種方法用於製造乾冰噴射介質。一種技術是在噴砂機上從固體乾冰塊中刮乾冰顆粒。這通常產生糖大小的乾冰顆粒,由於其快速升華(由於它們的高表面積與體積比)而必須快速使用。另一種技術是在造粒機中製造乾冰的硬顆粒,然後立即用顆粒將顆粒儲存在隔熱容器中,直到需要顆粒。這些粒料通常約為2-3毫米。直徑,2,5-10毫米。長度。在該方法中,通過將加壓的液態CO2閃蒸到雪中,然後將雪壓縮成固體形式來製造乾冰。雪或者直接成型為顆粒(機械壓縮),或者在液壓下通過模具擠出成固體顆粒形式。後一種方法允許更有效地從液相轉化為固相。通常,希望具有良好壓實的粒料,以最小化可能影響產品質量的氣態CO 2和/或空氣的截留。從表1中可以看出,當液態二氧化碳閃蒸到雪中時所達到的產率隨著液態二氧化碳的溫度降低而增加,因此通過熱交換器預先輸入的液態二氧化碳與排出的二氧化碳蒸汽是很重要的。

製造商生產乾冰造粒機,這對於具有高顆粒需求的客戶來說可能是有益的。 這種安排所需的設施通常如下:冷凍液體CO2罐,造粒機和液體CO2管線到達設備。 一生產組合乾冰造粒機/乾冰清洗機,它們在一次操作中製造乾冰和清洗。 這種安排所需的設施是:空氣壓縮機(7 bar時5 mc / min),液體CO2罐,造粒機/清洗機,壓縮空氣軟管和液體CO2管線到達設備,從機器到噴射軟管清洗操作,以及適用於該應用的噴嘴。 該設備最適合於大批量,連續爆破應用,其中現場製造顆粒的成本節省證明了系統的資本支出。
乾冰清洗如何工作?
基本過程
乾冰顆粒噴射類似於噴砂,塑料珠噴砂或蘇打噴射,其中介質在加壓空氣流(或其他惰性氣體)中加速以衝擊待清潔或製備的表面。 通過乾冰噴射,影響表面的介質是固體二氧化碳(CO2)顆粒。 使用乾冰顆粒作為噴射介質的一個獨特方面是顆粒在與表面撞擊時升華(蒸發)。 顆粒與表面之間的綜合衝擊能量耗散和極快的熱傳遞導致固體CO2瞬間升華為氣體。 氣體在幾毫秒內膨脹到顆粒體積的近八百倍,這實際上是在撞擊點處的「微爆」。 由於二氧化碳蒸發,乾冰噴射過程不會產生任何二次廢物。 剩下要收集的是被除去的汙染物。

與其他噴砂介質一樣,與乾冰噴射相關的動能是顆粒質量密度和衝擊速度的函數。 由於CO2顆粒具有相對低的硬度,因此該過程依賴於高粒子速度來實現所需的衝擊能量。 高粒子速度是超音速推進劑或氣流速度的結果。
與其他噴砂介質不同,二氧化碳顆粒的溫度非常低,為-78.5°C。這種固有的低溫使乾冰噴射過程具有獨特的熱力學誘導表面機制,可以或多或少地影響塗層或汙染,具體取決於 塗層類型。 由於乾冰顆粒與被處理表面之間的溫差,可能發生稱為「壓裂」或熱衝擊的現象。 當材料的溫度降低時,它會變脆,使顆粒撞擊破壞塗層。
而且,具有不同熱膨脹係數的兩種不同材料之間的熱梯度或差異可用於破壞兩種材料之間的結合。 當噴塗非金屬塗層或粘合到金屬基材上的汙染物時,這種熱衝擊最明顯。 很多時候,研究這一過程的公司都關注熱衝擊對母材的影響。 研究表明,溫度降低僅發生在表面上,基板金屬中不會發生熱應力。 為了說明這一原理,進行了一項實驗,其中將熱電偶嵌入不同深度的鋼基材中(與表面齊平至2mm深)。