干冰

固态二氧化碳

物理性质：白色晶体，常温下易升华，汽化热高，在常压下升华时可使周围温度迅速下降，因此干冰在空气中升华时会液化甚至进一步凝结空气中的水蒸气，形成的水蒸气液滴或小冰晶附着在空气中的灰尘上形成我们可见的白色烟雾。干冰晶体结构为简单立方，属于分子晶体。单个的二氧化碳分子以不同的取向位于立方体的顶点和面心上，堆积形成干冰晶体。

生产方法

液态二氧化碳从液态二氧化碳储槽内引出，喷射入干冰机压冰室腔室内。经过喷嘴的节流产生大量气体二氧化碳和雪花状干冰固体。当固体干冰堆积达到一定数量之后，液压系统启动，活塞将雪花状干冰压实成干冰块，并将其从模头端挤出。这时干冰机末端的旋转刀片启动，将长条状干冰柱体打碎成所需长度的干冰颗粒。

使用及储存注意事项

1.不能与液体混装；

2.不能储存于密闭容器中；不能在密闭空间中使用干冰，否则可能引起窒息、爆炸；

3.冰不能与皮肤直接接触，否则易引发冻伤。

应用场景

人工降雨

1946年，美国人Schaefer和Vonnegut发现干冰和碘化银可作为高效的冷云催化剂，1947年4月开始进行飞机在云中播撒干冰的试验。此后，干冰被越来越多地应用在人工降雨领域。干冰人工降雨的原理是通过将干冰装入炮筒中打至指定区域，干冰撒入空中迅速升华，吸收大量热量，使空气中的水蒸气液化凝聚，形成雨滴落下。

清洗行业

干冰清洗主要有以下三种原理：

“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，污垢骤冷收缩、脆化而被冲下。

“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，使污垢脱落。

“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3 mm，长度为2.5 mm- 10 mm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 m3/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。

干冰被广泛用于清理例如金属、模具、生产设备、古代文物等各类表面污渍。其清洗过程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。以下给出一些实例：

① 石油化工：干冰清洗技术可用于石油化工过程中主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备的锈蚀灰尘清洗（不需拆下桨叶，省去重新调校桨叶的动平衡步骤）；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、反应釜、冷凝器，复杂机体等设备的油污锈迹以及灰尘；

② 电力系统：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（37 kV以下）清洗；发电机、电动机、转子、定子等部件无破损清洗；

③ 食品生产：干冰清洗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。有效清洁烤箱、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；

④ 汽车船舶行业：清洗汽车门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍残留，不会引致水污染；汽车化油器清洗及汽车表面除漆；清除车船的引擎积碳（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，除垢率可达100%）；清理船壳体、海水吸入阀、海水冷凝器和换热器、机房、机械及电器设备等；

⑤ 航空航天领域：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；

⑥ 印刷工业：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，不仅能够有效地确保印刷产品的质量，还能够确保印刷设备不被磨损。

⑦ 文物清理：干冰清洗技术可对文物标本表面上附着的泥土、可溶盐、霉菌、沉积膜等污染物进行高效无损清洗。相对传统的物理化学清洗方法，不仅提升了清洁效率和质量，对环境与工作人员健康也更友好。

冷链运输

① 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 高档牛羊肉、海鲜等高档食品的保鲜运输。

装饰特效

干冰被广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会等制作云海效果，以及餐桌菜品摆盘的烟雾效果。

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