超临界惰性气体和清洗方法技术

一种清洗系统，所述清洗系统可以包括：惰性气体，和一个或多个容器，所述容器配置为：将所述惰性气体转化为超临界流体；和/或接受和用超临界流体态下的惰性气体清洗制品。一种清洗方法，所述清洗方法可以包括：将惰性气体转化为超临界流体态；和用超临界流体态下的惰性气体清洗制品以便从所述制品移除一种或多种污染物。一种清洗组合物，所述清洗组合物可以包含：超临界流体态下的惰性气体；和纺织制品，所述纺织制品具有一种或多种污染物，位于超临界惰性气体中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景在清洗洗熨中使用的清洗组合物，如高毒性去垢剂组合物和卤代溶剂，可能对于环境是有问题的并且处理为可抛弃形式可能是昂贵的。归因于毒性成分的水平，工业清洁剂可能具有相同的环境问题。因而，对于可以用以清洗制品，如纺织品、聚合物部分、金属部分、陶瓷部分等改进的清洗组合物存在持续的需要。概述在一个实施方案中，清洗系统可以包括可以转化为超临界流体的惰性气体和清洗容器。同样，该系统可以包括一个或多个容器，所述容器配置为将惰性气体转化为超临界流体，或接受和使用超临界流体态下的惰性气体清洗制品。容器可以包括压力构件，所述压力构件配置为将惰性气体的压力增加为达到或超过惰性气体的超临界压力。容器可以包括加热单元，所述加热单元配置为将惰性气体的温度升高为达到或超过惰性气体的超临界温度。容器可以包括分离容器，所述分离容器配置为接受来自清洗容器的具有一种或多种污染物的惰性气体和/或将惰性气体减压至气态。一方面，清洗系统可以包括将要与惰性气体在一个或多个容器中组合的选自以下各项的另外的物质不同的惰性气体、非惰性气体、有机溶剂、溶剂、水、氧化剂、还原剂、香味齐IJ、去垢剂、漂白剂，以及它们的组合。非惰性气体可以是二氧化碳、空气、氧或氮。溶剂可以是水、醇、酚、酯、烃、卤代烃、酮或醛。氧化剂可以是过氧化氢、臭氧、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐或次氯酸盐。漂白剂可以包括氯漂白剂(chlorine bleach)、次氯酸钠、过氧化氢、漂白性过氧化物、次氯酸钙或过氧化物释放性化合物。过氧化物释放性化合物可以包括过硼酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠、焦磷酸四钠或过氧化脲。同样，清洗组合物可以包括催化剂以活化过氧化物释放剂。催化剂可以包括四乙酰基乙二胺和/或壬酰氧基苯磺酸钠。在一个实施方案中，清洗方法可以包括将惰性气体转化为超临界流体态；和用超临界流体态下的惰性气体清洗制品以便从制品移除一种或多种污染物。清洗方法还可以包括将超临界流体态下的惰性气体引入至清洗容器中；将制品引入至清洗容器中；和在清洗容器内用超临界流体态下的惰性气体清洗制品。清洗方法还可以包括在引入至清洗容器中之前将惰性气体转化为超临界流体态。一方面，清洗方法可以包括在引入至清洗容器中之前将惰性气体的压力增加为达到或超过惰性气体的超临界压力。一方面，清洗方法可以包括在引入至清洗容器中之前将惰性气体的温度增加为达到或超过惰性气体的超临界温度。在一个实施方案中，清洗组合物可以包括超临界流体态下的惰性气体；和具有一种或多种污染物的纺织制品。在一个实施方案中，清洗组合物可以包含超临界流体态下的惰性气体；和选自由以下各项组成的组的一种或多种另外的物质不同的惰性气体、非惰性气体、有机溶剂、溶剂、水、氧化剂、还原剂、香味剂、去垢剂、漂白剂，以及它们的组合。附图简述附图说明图1是现有技术的不意图和显不固相、液相、气相和超临界流体相的一般相图。图2A-2C是清洗容器的示例实施方案的示意图。图3是清洗系统的示例实施方案的示意图。图4是示例分离容器的示意图。详述在以下详述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指出，相似的符号典型地表示相似的部件。详述、附图和权利要求中描述的示例实施方案不意味着限定。可以采用其他实施方案，并且可以进行其他变化，而不脱离这里给出的主题的精神或范围。将容易明白的是，可以将如本文一般性描述的，以及附图中示例的本公开的各方面排列、代替、组合、分离，并且设计在宽范围的多种不同的构造中，其全部被明确地在本文预期。考虑到清洗物质是毒性、具有负环境影响和准备处理的昂贵成本所带有的问题，不具有这些毒理学和/或环境后果的新的清洗组合物将是有益的。现在已经发现可以使用超临界流体态下的惰性气体(例如，超临界惰性气体)作为非毒性清洗组合物，它对于环境或人类健康具有最小的乃至于没有有害效果。另外，惰性气体可以通过将惰性气体转化回其气态使得来自清洗过程的污染物保留为固体或液体，从而容易地与污染物分离。之后可以通过将气体从保留液体和固体的容器排出，从而将气态惰性气体从液体和固体污染物移除。惰性气体的蒸发也可以用于将惰性气体从污染物移除。图1是一般性地表示固态、液态、气态和超临界流体态的示意图。惰性气体可以包括氦、氩、氪和氙，或其组合。然而，氡在放射性不是问题的情况下，如在清洗放射性容器中，也可以是可用的。惰性气体是基本上惰性、无毒的，并且是无色和无味的。惰性气体可以通过压缩至达到或超过它们的超临界点而转化为超临界流体，这使得超临界惰性气体可用作用于洗熨和其他工业清洗目的的清洗剂，如清洗纤维、纺织品、聚合物、玻璃、陶瓷、金属、半导体，或其组合的多种制品。惰性气体在高于其超临界点的温度和压力成为超临界流体惰性气体。超临界点，如图1中所示，是非常确实的现象，其中气体，如惰性气体，在超临界点的温度(例如，超临界温度)和压力(例如，超临界压力)之上转化为超临界流体。作为超临界流体惰性气体，它可以像气体一样扩散穿过固体，以及像液体一样溶解物质。此外，接近于超临界点，压力或温度上小的改变导致超临界流体在密度上大的改变，从而允许将超临界流体惰性气体的很多性质“细调”为更接近液体或更接近气体。温度从接近超临界的温度朝向超临界点的相对小的降低可以产生行为更接近于流体的超临界流体。对应地，温度从接近于超临界的温度偏离超临界点的相对小的增加可以导致超临界流体更接近于气体。另一方面，压力上相对小的增加可以增加超临界流体的密度以使得它表现得更像液体，而压力上相对小的降低使得密度降低以使得超临界流体表现得更像气体。此外，在超临界流体中没有表面张力，所以没有液相/气相界面。很多污染物在惰性气体超临界流体中可溶。超临界流体中的可溶解性倾向于随着流体的密度增加(在恒定温度)。因为密度随压力增加，可溶解性倾向于随压力增加。在恒定密度，可溶解性将随温度增加。然而，接近于超临界点，密度随温度上的微小增加急剧地降低。因此，接近于超临界温度，可溶解性通常随着温度增加而降低，并且之后再次升高。在清洗过程中可以调节这些参数以使得将污染物从所要清洗的制品移除并悬浮在超临界流体中以改进清洗方法。例如，可以调整这些参数以便在容器的表面上以及容器内的制品上获得气穴或气泡的形成。气穴可以通过以下方式引入通过改变压力(例如，降低压力直至沸腾出现)、通过物理搅动、通过施加在表面上诱导局部气穴的超声，并且可以通过微波。气穴可以增加超临界流体的清洗能力。气穴将通常当清洗物体时在表面不规则处或在容器壁上成核。所有超临界流体彼此可互混。所以对于超临界流体的混合物，如果超过混合物的临界点可以获得单相。二元混合物的超临界点可以估计为两种组分的超临界温度和压力的算术平均Tc(混合)=(摩尔分数A) X TcA+(摩尔分数B) X TcB0为了更准确，超临界点可以使用状态方程，如彭-罗宾逊(Peng Robinson)，或群贡献方法计算。其他性质，如密度，也可以使用状态方程计算。三元、四元或其他多元物质组合也是可能的。实验方法可以用于确定具有组合在一起用于制备超临界流体的多种物质的组合物的超临界点。同样，可以使用工程手册用于查找三元系统的值。另外，在合适的压力和温度下很多气体可以成为超临界流体，从而，可以在用超临界惰性气体形成清洗组合物中使用。例如，氮具有约126本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种清洗系统，所述清洗系统包括 惰性气体；和 一个或多个容器，所述容器配置为 将所述惰性气体转化为超临界流体；或 接受和使用超临界流体态下的所述惰性气体清洗制品。2.权利要求1所述的清洗系统，所述一个或多个容器包括超临界流体容器，所述超临界流体容器配置为将所述惰性气体转化为超临界流体。3.权利要求1-2中的任一项所述的清洗系统，所述一个或多个容器包括压力构件，所述压力构件配置为将所述惰性气体的压力增加为达到或超过所述惰性气体的超临界压力。4.权利要求1-3中的任一项所述的清洗系统，所述一个或多个容器包括加热单元，所述加热单元配置为将所述惰性气体的温度增加为达到或超过所述惰性气体的超临界温度。5.权利要求1-4中的任一项所述的清洗系统，所述一个或多个容器包括清洗容器，所述清洗容器配置为接受超临界流体态下的所述惰性气体并接受所要清洗的制品。6.权利要求1-5中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括分离容器，所述分离容器配置为接受来自清洗容器的具有一种或多种污染物的所述惰性气体和/或将所述惰性气体减压至气态。7.权利要求6所述的清洗系统，所述分离容器包括气体出口，所述气体出口配置为从所述分离容器释放气态下的所述惰性气体。8.权利要求6所述的清洗系统，所述分离容器包括废物出口，所述废物出口配置为允许固体和/或液体污染物从所述分离容器移除。9.权利要求1-8中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括惰性气体入口。10.权利要求1-9中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括惰性气体储存容器，所述惰性气体储存容器配置为储存超临界流体态、气态或液态下的所述惰性气体。11.权利要求1-10中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括冷却构件，所述冷却构件配置为接受超临界流体态或气态下的所述惰性气体并降低所述惰性气体的温度。12.权利要求1-11中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括连接所述一个或多个容器的一个或多个流体通道。13.权利要求1-12中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括泵，所述泵配置为将所述惰性气体泵送通过所述一个或多个流体通道。14.权利要求1-13中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括要与超临界流体态下的所述惰性气体组合的至少一种另外的气体。15.权利要求1-14中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括要与所述惰性气体在一个或多个容器中组合的选自以下各项的另外的物质不同的惰性气体、非惰性气体、有机溶剂、溶剂、水、氧化剂、还原剂、香味剂、去垢剂、漂白剂，以及它们的组合。16.权利要求15所述的清洗系统，其中所述非惰性气体是二氧化碳、空气、氧或氮。17.权利要求15所述的清洗系统，其中所述溶剂是水、醇、酚、酯、烃、卤代烃、酮或醛。18.权利要求15所述的清洗系统，其中所述氧化剂是过氧化氢、臭氧、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐或次氯酸盐。19.权利要求15所述的清洗系统，其中所述漂白剂包括氯漂白剂、次氯酸钠、过氧化氢、漂白性过氧化物、次氯酸钙或过氧化物释放性化合物。20.权利要求19所述的清洗系统，其中所述过氧化物释放性化合物是过硼酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠、焦磷酸四钠或过氧化脲。21.权利要求20所述的清洗系统，所述清洗系统还包括催化剂以活化所述过氧化物释放剂。22.权利要求21所述的清洗系统，其中所述催化剂包括四乙酰基乙二胺和/或壬酰氧基苯磺酸钠。23.权利要求1-22中的任一项所述的清洗系统，其中所述另外的物质能够当所述惰性气体处于超临界流体态时为超临界流体态或者所述物质可以被吸收到超临界状态下的所述惰性气体中。24.权利要求1-23中的任一项所述的清洗系统，其中所述惰性气体选自氦、氩、氪、氙、氖、氡，或它们的组合。25.权利要求1-24中的任一项所述的清洗系统，其中所述惰性气体处于高于超临界温度的温度和闻于超临界压力的压力。26.权利要求1-25中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括全氯乙烯。27.权利要求1-25中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统没有全氯乙烯。28.权利要求1-27中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统还包括硅氧烷。29.权利要求1-27中的任一项所述的清洗系统，所述清洗系统没有硅氧烷。30.一种清洗方法，所述清洗方法包括 将惰性气体转化为超临界流体态；和 用超临界流体态下的所述惰性气体清洗制品以便从所述制品移除一种或多种污染物。31.权利要求30所述的清洗方法，所述清洗方法还包括在所述清洗之前或在清洗过程中将另外的物质与超临界流体态下的所述惰性气体组合。32.权利要求30-31中的任一项所述的清洗方法，所述清洗方法还包括将与所述惰性气体在一个或多个容器中组合的选自以下各项的另外的物质不同的惰性气体、非惰性气体、有机溶剂、溶剂、水、氧化剂、还原剂、香味剂、去垢剂、漂白剂，以及它们的组合。33.权利要求32所述的清洗方法，其中所述非惰性气体是二氧化碳、空气、氧或氮。34.权利要求32所述的清洗方法，其中所述溶剂是水、醇、酚、酯、烃、卤代烃、酮或醛。35.权利要求32所述的清洗方法，其中所述氧化剂是过氧化氢、臭氧、亚氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐或次氯酸盐。36.权利要求32所述的清洗方法，其中所述漂白剂包括氯漂白剂、次氯酸钠、过氧化氢、漂白性过氧化物、次氯酸钙或过氧化物释放性化合物。37.权利要求36所述的清洗方法，其中所述过氧化物释放性化合物是过硼酸钠、过碳酸钠、过硫酸钠、焦磷酸四钠或过氧化脲。38.权利要求37所述的清洗方法，所述清洗方法还包括催化剂以活化所述过氧化物释放剂。39.权利要求38所述的清洗方法，其中所述催化剂包括四乙酰基乙二胺和/或壬酰氧基苯磺酸钠。40.权利要求31所述的清洗方法，其中所述另外的物质是全氯乙烯和/或硅氧烷。41.权利要求31所述的清洗方法，其中所述另外的物质不包括全氯乙烯和/或硅氧烷。42.权利要求30-41中的任一项所述的清洗方法，所述清洗方法还包括在所述清洗的过程中循环在超临界流体态下的所述惰性气体的压力。43.权利要求42所述的清洗方法，其中所述压力循环将所述惰性气体的压力降低至低于超临界压力和将所述惰性气体的压力增加至高于超临界压力。44.权利要求42-43中的任一项所述的清洗方法，其中所述压力循环将所述惰...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·B·卡尔逊，格雷戈里·D·费伦，菲利普·A·沙利文，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：
国别省市：