2021-07-23 18:01:09

干冰

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干冰(Dry Ice)是固态的二氧化碳,在6250.5498千帕压力下,把二氧化碳液化成无色的液体,再在低压下迅速凝固而得到。现在干冰已经广泛应用到了许多领域。

有关干冰的历史可以追溯到1823年英国的法拉第和笛彼,他们首次液化了二氧化碳,其后的1834年德国的奇络列成功地制出了固体二氧化碳。但是当时只是限于研究使用,并没有被普遍使用过。

基本信息

  • 中文名称

    干冰

  • 外文名称

    Dry Ice

  • 别名

    固态二氧化碳

  • 化学式

    CO2

  • 分子量

    44.0095

  • CAS登录号

    124-38-9

  • 熔点

    -78.5 ℃(升华)

  • 沸点

    -56.6 ℃(0.52MPa)

  • 水溶性

    溶于水,部分生成碳酸

  • 密度

    干冰密度比普通冰的密度大

  • 外观

    白色冰状固体

  • 应用

    人工降雨,舞台表演,食品保鲜

  • 危险性描述

    干冰若在密封条件下高于-78摄氏度可能会爆炸

折叠 编辑本段 特性

二氧化碳是看不到的,其实那也不是(二氧化碳)烟,是(水)雾二氧化碳由固体变成气体时吸收大量的热,使周围空气的温度降的很快,空气温度降了,它对水蒸气的溶解度变小,水蒸气发生液化现象的,放出热量,就变成了小液滴,就是雾了。这个和夏天冰棍冒"白雾"是一个意思,都是小水滴,而不是气态的其他物质。

即我们看到的是白雾而不是白烟。

干冰比水的温度低很多,所以相当于将干冰加热,干冰吸热升华,使水的温度降低,甚至结冰。

折叠 编辑本段 基本信息

分子量:44.01

与水的溶解度为 1 :1

密度(固态):1.560 g/cm(-78℃)

沸点:-57 ℃

熔点:-78.5 ℃

三相点:-56.6℃ 5.17×10Pa

临界点:31℃ 7.37×10Pa

无色无味气体。

溶于水(体积比1:1),部分生成碳酸。

液体转化为气体比率 8.726 SCF(气体)/LB (液体-17.8℃,压力21 kg/cm)

液体转化为固体比率 0.46(-17.8℃) 0.57(-48℃)

折叠 编辑本段 使用历史

干冰被成功地工业性大量生产是在1925年的美国设立的干冰股份有限公司。当时将制成的成品命名为干冰,但其正式的名称叫固体二氧化碳。1928年日本从干冰股份有限公司得到了制造销售权,成立了日本干冰株式会社,也就是昭和碳酸株式会社的前身。

折叠 编辑本段 流程

干冰清洗的流程,干冰清洗是利用压缩空气动能带动干冰清洗机里干冰,干冰通过专业设备将干冰和气体混合再通过管道和专业喷嘴喷射到物体表面,从而达到清洗除污的效果。

折叠 编辑本段 应用范围

折叠 模具行业清洗

轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒,可清除余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔,清洗后模具光亮如新。

干冰清洗无需降温和拆卸模具,避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤,以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是,可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤,这样均可以减少停工时间约80%-95%。

干冰清洗的益处: 干冰清洗可以降低停工工时;减少设备损坏;极有效的清洗高温的设备;减少或降低溶剂的使用;改善工作人员的安全;增进保养效率;减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。

折叠 石油化工电力

清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。清洗换热器上的聚氯乙烯树脂,清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢,清理反应釜冷凝器,复杂机体除污,炉管清灰等。可对电力锅炉、凝汽器、各类换热器进行清洗;可直接对室内外变压器、绝缘器、配电柜及电线、电缆进行带电载负荷(37KV以下)清洗;发电机、电动机、转子、定子等部件无破损清洗;汽轮机、透平上叶轮、叶片等部件锈垢、烃类和粘着粉末清洗,不需拆下桨叶,省去重新调校桨叶的动平衡。

干冰清洗的益处:使被清洗的污染物有效地分解;由于这些污染物被清除减少了电力损失;减少了外部设备及其基础设备的维修成本;提高电力系统的可靠性;非研磨清洗,保持绝缘体的完整;更适合预防性的维护保养。

折叠 食品制药行业

可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等设备。

干冰清洗的益处:排除有害化学药剂的使用,避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾;拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌,更彻底的消毒、洁净;排除水刀清洗对电子设备的损伤;最小程度的设备分解;降低停工时间。

折叠 印刷工业

清除油墨很困难,齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆,清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料,避免危险废物和溶液的排放,以及危险溶剂造成的人员伤害。

折叠 汽车船舶行业

清洗门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍,不会引致水污染;汽车化油器清洗及汽车表面除漆等;清除引擎积碳。 如处理积碳,用化学药剂处理时间长,最少要用48小时以上,且药剂对人体有害。干冰清洗可以在10分钟以内彻底解决积碳问题,即节省了时间又降低了成本,除垢率达到100% 。船壳体;海水吸入阀;海水冷凝器和换热器;机房、机械及电器设备等,比一般用高压水射流清洗更干净。

折叠 电子及核工业

清洁机器人、自动化设备的内部油脂、污垢;集成电路板、焊后焊药、污染涂层、树脂、溶剂性涂覆、保护层以及印刷电路板上光敏抗腐蚀剂等清除。8.干冰在航空航天的应用范围

导弹、飞机喷漆和总装的前置工序;复合模具、特殊飞行器的除漆;引擎积碳清洗;维修清洗(特别是起落架-轮仓区);飞机外壳的除漆;喷气发动机转换系统。可直接在机体工作,节省时间。

核工业设备的清洗若采用水、喷砂或化学净化剂等传统清洗方法,水、喷砂或化学净化剂等介质同时也被放射性元素污染,处理被二次污染的这些介质需要时间和资金。而使用干冰清洗工艺,干冰颗粒直接喷射到被清洗物体,瞬间升华,不存在二次污染的问题,需要处理的仅仅是被清洗掉的有核污染的积垢等废料。

折叠 食品行业

1、在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入干冰块,饮用时凉爽可口,杯中烟雾缭绕,十分怡人。

2、制作冰淇淋时加入干冰,冰淇淋不易融化。干冰特别适合外卖冰淇淋的冷藏及运输。

3、星级宾馆、酒楼制作的海鲜特色菜肴,在上桌时加入干冰,可 以产生白色烟雾景观,提高宴会档次,如制作龙虾刺身。

4、龙虾、蟹、鱼翅等海产品冷冻冷藏。干冰不会化水,较水冰冷藏更清洁、干净,在欧、美、日本等国得到广泛应用。

折叠 冷藏运输领域

1、低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。

2、电子低温材料,精密元器件的长短途运输。

3、高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。

折叠 娱乐领域

广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会等制作云海效果,全国及全世界用干冰制作特效的经典剧目不计其数。

折叠 消防领域

干冰用来作消防灭火,如部分低温灭火器,但干冰在这一块的应用较少,即市场程度较低。

折叠 编辑本段 清洗技术

干冰清洗已经广泛应用在世界各地的铸造业,铸造业已大多改以干冰清洗来清洗砂心模及固定模。

折叠 清洗原理

"能量转移"。干冰高速撞击到被清洗表面,撞击动能散逸,干冰粒与清洗表面发生极其快速的热转移,二氧化碳瞬间升华。

"低温龟裂"。不同热膨胀系数的两种不同材料,它们之间的温差会破坏两种材料间的结合。干冰粒(-78.5℃)冲击处理物表面,使污垢冷冻至脆化及爆裂,产生"龟裂",影响粘附污垢的机械性能。

"微爆炸"。干冰粒钻进污垢裂缝后,在几千分之一秒内升华,其体积瞬间膨胀600~800倍,将污垢剥离物件表面。

干冰清洗过程,利用压缩空气作为动力,把干冰颗粒以超音速喷射至被清洗对象表面,但并非单依赖干冰颗粒的动能,而是利用干冰的超低温性能达到除污目的。

折叠 清洗设备

干冰清洗设备一般可分为两个部分:

1.干冰粒制机。将液态CO2制作成一定规格的干冰颗粒,这些颗粒通常是直径为3mm,长度为2.5mm-10mm的高密度干冰颗粒。

2.干冰高压清洗机。该设备一般需要4.0 bar以上、3 m/min以上的洁净压缩空气气源,装入清洗机内的高密度干冰颗粒,在压缩空气的驱动下,随着压缩空气,经由特殊设计的喷枪系统混合、加速,喷射到被清洗物体表面。

可根据需要:①只购置干冰清洗机。将外购的干冰颗粒装入干冰清洗机进行清洗作业。②购置干冰粒制机与干冰清洗机,但分开单独使用。把干冰粒制机生产的干冰粒贮存于专用密封容器中,运至施工现场,装入干冰清洗机进行清洗作业。③将干冰粒制机与干冰清洗机配套成一个系统使用。

折叠 清洗机

干冰清洗可以就地清洗,此种先进的清洗方式不仅可以节省工时,更可大幅降低停工时间,比起旧式喷砂,不但没有磨损的顾虑,又可以免除模具重新装配的时间。

干冰清洗去除模具上的脱模层和残留材料,这些积累起来的污垢在模具处于高温和在线情况下很容易被除掉。这样的清洗方式可使因清洗而停机的时间缩短80%-95%。由于清洗过程没有磨损,不会破坏精密模具的尺寸。另外,"微孔"可以被打通,清洗干净,这样就不再需要人工来钻通排气孔。

折叠 编辑本段 注意事项

折叠 安全接触

切记在每次接触干冰的时候,一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰!如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下,就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重冻伤的伤害。汽车、船舱等较密封的地方不能使用干冰,因为升华的二氧化碳将比氧气密度大所以会挤走氧气而可能引起呼吸急促甚至窒息!

  1. 切勿让小朋友单独接触干冰!!
  2. 干冰温度极低,请勿至于口中,严防冻伤!!
  3. 拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物 (塑胶手套不具阻隔效果!!)
  4. 使用干冰请于通风良好处,切忌与干冰同处于密闭空间!!
  5. 干冰不能与液体混装。
  6. 不能把干冰放在完全密封的容器中(如:矿泉水瓶),否则可能会爆炸!
  7. 如果要保存干冰,请将其至于透气的保温盒中。

温馨提示:正确,安全操作使用干冰,避免其引起伤害。

折叠 储藏

  1. 将干冰置于保温箱中:保温效果好的保温箱可以减慢干冰升华的速度。
  2. 因为干冰升华所产生的压力会引起爆炸,所以不可以将干冰储存在不透气的保温箱内。

折叠 编辑本段 火星探讨

科学家成功地首次在火星深谷中发现了流动物质,澳大利亚墨尔本大学地质学家尼克·霍夫曼博士在火星全球探测器拍摄的火星地表照片上,发现流动在两极地区谷壑和河道中的活动作用过程迹象 。

霍夫曼博士在新一期《天体生物学》杂志上提出了自己的新证据,火星春季在温度为零下130℃时,在沟壑中流动的是充满由二氧化碳组成的冰和雪,在如此寒冷的低温下即使是蓄电池中的酸也会变成鹅卵石状。水根本不可能在这样低温条件下流动,因此在火星沟壑中流动多半是二氧化碳。但是在火星上不可能存在液态二氧化碳,因为二氧化碳会直接从固态转变成气态(所谓的升华作用)。很明显,"流体"是带有沙子、尘埃和石头的由"沸腾"干冰组成的雪崩或冰崩。

霍夫曼博士指出,"这一发现可以消除人们对火星上存在生命的幻想,如果火星上所有年轻沟壑形成的机理都相同,则美国宇航局所宣称在火星地表层附近存在生命就不可能。火星上不会有液态水,尽管不久前曾多次报道在火星上发现了大量水冰,但美国宇航局也没有发现液态水。"

霍夫曼博士认为,火星上活动"流体"的发现本身是划时代的发现,因为在此之前火星是绝对静止的,如果不注意到它的尘暴的话。火星上的沟壑被为是现代在火星上发现液态水流最可能的选择对象,美国宇航局许多专家已将注意力集中到机理的寻找上,这些机理能解释沟壑是在水流冲蚀作用下形成的,但是在这以前谁也没有能看到沟壑"在流动"。

干冰是固态的二氧化碳,由于干冰的温度非常低,温度为摄氏负78.5度,因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度,并且已经被广泛的使用。干冰在溶解时不是由固态转化为液态,而是由固态直接升华为气态,因此其融化并不会产生任何水或液体,也由此我们称它做"干冰"。

美国科学家2006年宣布,他们在火星上发现了"干冰喷泉",能把干冰喷到数百英尺的高空。

科学家们称,通过一个安装在火星探测器"奥德赛"号上的照相机,他们发现火星的南极有干冰像喷泉一样喷出,速度达到每小时100英里。

据英国广播公司报道,照片显示,从火星内部喷出的干冰带起大量尘土,在冰盖上留下了各种黑色痕迹。

科学家们解释说,火星表面受到太阳照射后变暖,将原本呈冰冻状态的干冰融化,形成高压气体,高速喷出。

亚利桑那州立大学的克里斯腾森博士说:"如果你在那儿,你就会发现,自己站在一层厚厚的干冰上。而在你身边,干冰还在不断地从地下喷出,喷到离地面几百英尺的高空,带起大量尘土。"

克里斯腾森说:"类似的现象在地球上不存在。"

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