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干冰（固態(tài)的二氧化碳）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-07-17

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干冰是一種固態(tài)的二氧化碳，溫度為-56.6℃（5.2大氣壓），密度為1.56g/cm（179℃），具有面心立方晶格。干冰的制造方法包括液體二氧化碳經(jīng)過(guò)連續制造CO2雪和在壓縮室內直接壓制干冰兩種方法。

干冰

固態(tài)的二氧化碳

干冰（英文名稱(chēng)：Dry Ice）即固態(tài)二氧化碳，為白色固體，形狀似冰雪，且受熱時(shí)不經(jīng)熔化直接汽化，故名干冰。在78.5℃會(huì )進(jìn)行升華，熔點(diǎn)為-56.6℃（5.2大氣壓），密度為1.56g/cm（179℃），具有面心立方晶格。干冰可由液體二氧化碳經(jīng)過(guò)連續制造CO₂雪的方法和在壓縮室內直接壓制干冰兩種方法制得。干冰主要應用于清洗劑和制冷劑。

基本信息

中文名

干冰

英文名

Dry Ice

CAS號

124-38-9

性質(zhì)

化學(xué)式

CO₂

外觀(guān)

白色固體

氣味

無(wú)味

密度

1.56g/cm（179℃）

熔點(diǎn)

-56.6℃（5.2大氣壓）

物理性質(zhì)

干冰為白色固體，熔點(diǎn)-56.6℃（5.2大氣壓），密度1.56g/cm（179℃），為面心立方晶格。

干冰在7453Pa壓力下的升華溫度為-78.5℃，蓄冷能力是冰的2倍，用于冷藏的效果遠好于冰。最重要的是，隨著(zhù)溫度的升高，干冰不會(huì )像冰一樣化成水，弄得到處都是，它只會(huì )升華成氣體，無(wú)殘留、無(wú)污染。

固態(tài)二氧化碳的汽化熱很大，在-60℃時(shí)為365J/K，在常壓下汽化時(shí)可使周?chē)鷾囟冉档?78℃左右，并且不會(huì )產(chǎn)生液體，所以叫干冰。常見(jiàn)的干冰呈塊狀或丸狀。現在我們常見(jiàn)的干冰，是在6250千帕左右的壓力下，通過(guò)把二氧化碳冷凝成無(wú)色的液體后，再在低壓下迅速凝固而得到的。

其化學(xué)性質(zhì)具體見(jiàn)二氧化碳。

制備方法

連續制造CO₂雪的方法

通常將液體二氧化碳減壓至中間壓力，然后在雪塔中膨脹，同時(shí)產(chǎn)生CO₂雪和氣體二氧化碳氣體。CO₂雪則進(jìn)入壓縮室以70bar-100bar的壓力壓縮成干冰塊。氣體二氧化碳進(jìn)入熱交換器內被重復壓縮，冷凝成液體二氧化碳。

在壓縮室內直接壓制干冰

液體二氧化碳經(jīng)噴嘴減壓至5.2bar時(shí)在壓縮室直接生成由CO₂雪壓制成干冰塊。減壓時(shí)所產(chǎn)生的氣體二氧化碳再返回壓縮冷凝成液體二氧化碳。

應用領(lǐng)域

清洗

應用范圍

干冰清洗技術(shù)主要用于清除食品加工設備表面的積炭結焦；輪船發(fā)動(dòng)機工作艙，機械和電器設備的清垢；汽車(chē)制造行業(yè)中舊漆膜及密封膠的去除、在不損傷汽車(chē)表面漆前提下清除各類(lèi)標貼和印花以及電器控制系統的除垢除塵；在塑料加工行業(yè)用于擠出機、型模的除污；在原子能工業(yè)中用于對有害的放射性物質(zhì)（包括石棉、重金屬、表面放射性污染物、多氯聯(lián)苯等污染物）的去除；在電力工業(yè)中用于各類(lèi)變壓器及其他電力設備的在線(xiàn)清洗；印刷行業(yè)中用于對彩色膠印設備的在線(xiàn)清洗以及復印機內部備件的清洗；在航空業(yè)，石油化工行業(yè)中也廣泛用干冰清洗技術(shù)對設備、裝置、儀器進(jìn)行清洗除污。

清洗原理

將干冰顆粒（或方塊）研磨成細粉使用時(shí)，通過(guò)噴射清洗機與壓縮空氣混合，噴射到被清洗物體起到類(lèi)似噴砂作用。利用高速運動(dòng)的固體干冰顆粒（或細粉）的沖擊力，結合干冰本身溫度低以及升華的特點(diǎn)產(chǎn)生熱力沖擊和類(lèi)似刮刀的作用，使得被清洗表面的結垢、油垢、殘留雜質(zhì)迅速被剝離、清除而絲毫不會(huì )對被清洗物體，特別是金屬表面造成任何傷害，尤其不會(huì )影響金屬表面的光潔度。

清洗優(yōu)點(diǎn)

①減少停工時(shí)間、提高工作效率。

②干冰升華變成二氧化碳氣體沒(méi)有污染和危害。

③干冰還有殺菌消毒的作用。

④干冰的清潔效果又很好，被清潔的污染物可以有效地分解并且不會(huì )污染環(huán)境。

美容

干冰具有很好的制冷效果，所以可以用于美容行業(yè)的冷凍治療。干冰被皮膚科醫生用來(lái)治療青春痘，這種治療被稱(chēng)做冷凍治療。在冷凍過(guò)程中，皮膚會(huì )被干冰輕微地冷凍起來(lái)。用冷凍治療方法治療青春痘的好處在于可以減少發(fā)炎，從而減少青春痘疤痕的產(chǎn)生。把干冰磨碎再與乙酮混合，就是治療青春痘的一種冷凍材料，還可以再混合一些硫黃。另外，液態(tài)氮及固態(tài)干冰也是用來(lái)做冷凍治療的好材料。

食品

干冰作為一種制冷劑在食品行業(yè)的應用已經(jīng)很廣泛了。例如在葡萄酒、雞尾酒或飲料中加入少許干冰塊，不僅飲用時(shí)涼爽可口，而且杯中煙霧繚繞，在視覺(jué)上也是一種不錯的享受；在制作冰淇淋的過(guò)程中加入一些干冰，這樣做出來(lái)的冰淇淋不易融化。干冰最適合用于冷凍冷藏食品，如龍蝦、蟹、魚(yú)翅等海產(chǎn)品，這是因為干冰融化會(huì )變成氣體，不會(huì )生成液態(tài)水，這比水冰更清潔、干凈。

娛樂(lè )領(lǐng)域

干冰可以用來(lái)制造人工煙霧。由于干冰的溫度很低，當它升華時(shí)低溫的二氧化碳氣體遇到空氣，就會(huì )使空氣中的水蒸氣凝結成小水滴，產(chǎn)生視覺(jué)上的煙霧效果。在許多舞臺、劇場(chǎng)、影視、婚慶、慶典、晚會(huì )上所放的煙霧，就是利用干冰制作出來(lái)的效果。

消防

在消防業(yè)中，干冰可用來(lái)滅火，如用來(lái)制造部分低溫滅火器。不過(guò)，干冰在這一領(lǐng)域內的應用還比較少，市場(chǎng)程度較低。

人工降雨

用干冰人工降雨也是利用了它的制冷效果。當干冰被人類(lèi)駕駛飛機撒在云上，由于干冰極低的溫度，當它遇到云中的小水滴時(shí)，就會(huì )使其凍結成許多小冰晶。這樣整個(gè)云團的氣溫都降低了，就會(huì )有更多的水蒸氣凝結，最后變成雨滴降落到地面。

相關(guān)安全措施

①使用干冰時(shí)必須配戴防護手套。

②嚴禁干冰入口。

③粉碎干冰時(shí)必須配戴防護眼鏡，防止碎渣濺入眼睛。

④干冰不斷升華汽化，對產(chǎn)生的二氧化碳氣體應保證無(wú)危險泄露。

⑤不得將干冰放入不透氣的容器內，防止超壓引起容器破裂發(fā)生危險。

⑥氣體二氧化碳是一種惰性氣體，對人和動(dòng)物會(huì )產(chǎn)生室息作用，因此儲藏干冰或用作制冷劑的空間（例如船艙、冷藏車(chē)、快速凍結裝置、冷藏庫等）應保持通風(fēng)，避免發(fā)生室息危險。

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