干冰

概述

干冰（dry ice）固态二氧化碳（CO2)。白色，在常压下会迅速升华成气体，其升华温度为-78．5℃，升华热为573．5916J／g。由于它的外形象冰，升华后全部成为气体，不家冰块在溶化后成水，所以称为干冰。干冰块投入温度低于0℃的冷云中，通过强烈的局地冷却可以产生大量冰晶。所以干冰是一种优良的冷云催化剂，在人工影响天气中被广泛使用。

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。

物理特性

二氧化碳相图分子量44.01 密度（固态）1560kg/m3(-78℃)

熔点-57℃
凝固点-78.5℃
干冰的分子模型三相点-56.6℃5.17*10^5帕斯卡
临界点31℃7.37*10^6帕斯卡
性状无色无臭气体，有酸味。

溶解情况溶于水(体积比1:1)，部分生成碳酸。

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

液体转化为固体比率0.46（-17.8℃）0.57（-48℃）

历史

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。

应用范围

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：

1、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。

2、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。

3、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。
4、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。

5、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。

6、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%。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

注意事项

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。
5、干冰不能与液体混装。

温馨提示：正确，安全操作使用干冰，避免其引起伤害。

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。

干冰为什么会冒烟

二氧化碳是看不到的，其实那也不是烟，是雾，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，他对水的溶解度变小，水蒸气就凝聚，所以周围的水蒸气就变成了小液滴，就是雾了，这个和夏天冷饮冒烟是一个意思。