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干冰

干冰是CO2的固态存在形式,CO2常态下是一种无色无味的气体,自然存在于空气中,虽然CO2在空气中的含量相对而言很小(体积比大约占0.03%)但它却是我们所认识到的最重要的气体之一。干冰极易挥发,升华为无毒、无味的,比固体面积大1000倍的气体二氧化碳,所以干冰不能储存于密封性能好、体积较小的容器中,很容易暴炸。要让干冰放在空气流通好的地方,让干冰挥发产生的气体释放出去,这样才安全。

目录

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1 基本简介
2 物理特性
3 历史沿革
4 应用范围
5 清洗技术
6 注意事项
7 冻伤处理
8 火星发现干冰
9 相关词条
10 相关链接

干冰
干冰是CO2的固态存在形式,CO2常态下是一种无色无味的气体,自然存在于空气中,虽然CO2在空气中的含量相对而言很小(体积比大约占0.03%)但它却是我们所认识到的最重要的气体之一。干冰极易挥发,升华为无毒、无味的,比固体面积大1000倍的气体二氧化碳,所以干冰不能储存于密封性能好、体积较小的容器中,很容易暴炸。要让干冰放在空气流通好的地方,让干冰挥发产生的气体释放出去,这样才安全


干冰 - 基本简介

干冰
干冰(dry ice)是固态的二氧化碳,在常温和6079.8千帕压力下,把二氧化碳冷凝成无色液体,再在低压下迅速蒸发,便凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质,其温度是零下78.5℃,这便是干冰。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收热量后升华成二氧化碳气体,无任何残留、无毒性、无异味,有灭菌作用。它受热后不经液化,而直接气化。干冰是二氧化碳的固态,由于干冰的温度非常低,温度为摄氏78.5度,因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。

在室温下,将二氧化碳气体加压到约101325Pa时,当一部分蒸气被冷却到-56℃左右时,就会冻结成雪花伏的固态二氧化碳。固态二氧化碳的气化热很大,在-60℃时为364.5J/g,在常压下气化时可使周围温度降到-78℃左右,并且不会产生液体,所以叫“干冰”。


干冰 - 物理特性

分子量 44.01
密度(固态) 1560kg/m3(-78℃)
熔点 -57℃
沸点 -78.5℃
液体转化为气体比率 8.726SCF(气体)/LB (液体-17.8℃,压力21kg/cm2)
液体转化为固体比率 0.46(-17.8℃)0.57(-48.3℃)

干冰 - 历史沿革

有关干冰的历史可以追述到1823年的英国的两位叫法拉地和笛彼的人,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。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,现在已经将它视为普通名词,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,也就是现在的昭和碳酸株式会社的前身。

干冰 - 应用范围

干冰
干冰的使用范围广泛,在食品、卫生、工业、餐饮中有大量应用。主要有:干冰在工业领域中的应用

·工业模具的应用范围

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。

在线清洗,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。

·石油化工的应用范围
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。

·食品制药的应用范围
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。

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。

·印刷工业的应用范围
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。

·电力行业的应用范围
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。

·汽车工业的应用范围
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%。

·电子工业
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。

·航空航天的应用范围
干冰
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。

·船舶业的应用范围
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。

·核工业的应用范围
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。

·美容行业应用
有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘,这种治疗就是所谓的冷冻治疗。因为它会轻微的把皮肤冷冻。有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮,有时候会混合一些硫磺。液态氮及固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。冷冻治疗可以减少发炎,前段时间新闻报道刘祥就是用这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘的。这种方法可以减少青春痘疤痕的产生,但并不用来去除疤痕。

·干冰在食品行业应用
a、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。
b、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。
c、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。
d、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。

·干冰在冷藏运输领域中的应用
a、低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。
b、电子低温材料,精密元器件的长短途运输。
c、高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。

·在娱乐中领域中的应用
广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会效果等制作放烟,如国家剧院的部分节目就是用干冰来制作效果的。

·消防行业的应用
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,也即市场程度较低;


干冰 - 清洗技术

干冰清除
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。


·干冰清洗原理
“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,在几千分之一秒内气化,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。

·干冰清洗设备

干冰
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4.0bar以上、3m3/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。

·干冰清洗机
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。


干冰 - 注意事项

干冰
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烫伤的伤害。汽车、船舱……等地方,容易因为干冰升华成二氧化碳,从而替代氧气而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。

温馨提示:正确,安全操作使用干冰,避免其引起伤害。


干冰 - 冻伤处理

如果干冰使用不当,可能会引起冻伤。冻伤是指身体某部分长时间暴露在寒冷的环境中,其皮肤与组织因而受到伤害.症状为:会觉得皮肤非常冷,而且在冻伤之前会有点红。皮肤会先失去血色,但是在冻伤逐渐形成时,会变白或是黄中带灰,或是白中带有斑点。冻伤时可能会起水泡,附带有疼痛感,也可能根本不知道自己已经冻伤了。

冻伤处的初始症状(冻僵frostnip)是刺痛,接着是麻木僵硬,患部呈现苍白颜色;此时如加以回温,可完全复原。如果初始冻疮未加以处理,则会进展为表浅冻疮,此时皮肤及皮下组织已经坏死,皮肤依旧苍白或稍呈灰色,摸起来冰冷但柔软;解冻后会发红、疼痛,一至数日后形成如同二度灼伤之大水泡;再经数日后,水泡乾燥形成黑色的焦痂(eschar),如未并发感染,最后终将被新生的皮肤取代。

干冰冻伤处理措施:

干冰冻伤手掌

移至暖和处,维持患部于温暖、干燥的空气中.除去束缚物,避免肿胀时无法拔除.放于逐渐调节的温水(38.8~40.5度)中保温。

不可再暴露在寒冷中,抬高患部以减轻疼痛及肿胀,然后用乾净纱布包裹患部,再送医院救治;急救目的是使冷结的体液恢复正常。因此,若能使患部周围变温暖,很快可以治愈。禁止把患部直接泡入热水中或用火烤患部,这样会使冻伤加重。由于按摩会引起,切记不要在患部做按摩。

注意:不可按摩、烘烤、及刺破水泡,防止患部感染。


干冰 - 火星发现干冰


火星上有干冰吗?


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。尽管大多数科学家认为这是液态水流,但是霍夫曼博士认为,这多半是结冰的二氧化碳。如果他的估计是正确的,则美国宇航局(NASA)试图在火星上发现液态水和生命将注定以失败告终。

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”是带有砂子、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今天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,也由此被称它做“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。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。”火星的极冠是“水冰”还是“干冰”?火星的极冠主要成分是水冰,也有少量二氧化碳结成的干冰。火星的极冠,冬天增大,夏天缩小,当火星接近地球时,用望远镜就可以看到火星的极冠。

干冰 - 相关词条

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细胞分裂 蓝宝石 石蜡 免疫细胞 二氧化硅
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干冰 - 相关链接

1、http://www.co2.sh.cn/
2、http://www.100ye.com/shopdetail/channel1/index1/900522.html
3、http://www.co2.sh.cn/news_list.asp?id=68

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