怎样制作干冰机
液态二氧化碳在常温下是高压储存的,温度20℃,压力为5.73MPa时二氧化碳会液化。
降低液态的二氧化碳的压强,一部分液态二氧化碳蒸发,吸收大量的热,使另一部分二氧化碳被冷却成雪状固体。把雪状固态二氧化碳压实,即得干冰。(或将液态二氧化碳冷却到-21.1℃,压力为0.415MPa,也可形成固态二氧化碳。)
简易的方法就是用一个帆布口袋套在液态二氧化碳的容器口上,然后打开容器放出二氧化碳,这样可以在口袋中收集到一些干冰。
大量生产需要用专门的干冰制造机。
干冰应该储存在高压钢瓶中。没有高压钢瓶,将其放在冰箱的冷冻箱中,也可以保存5~10天。
干冰清洗的好处
干冰喷射清洗,是利用由专门配制的空压机或利用工厂本身配制的压缩空气系统产生的压缩空气,在清洗设备内装入已制作好的干冰颗粒,在压缩空气的驱动下,高密度干冰颗粒或细粉随着压缩空气冲击到被清洗物体表面,从而起到清洗作用。与喷钢砂,喷塑料砂和喷苏打相似,干冰喷射介质干冰颗粒在高压气流中加速,冲击要清洗的表面。干冰清洗的独特之处在于干冰颗粒在冲击瞬间气化。干冰颗粒的动量在冲击瞬间消失。干冰颗粒与清洗表面间迅速发生热交换。致使固体CO2迅速升华变为气体。干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍,这样就在冲击点造成"微型爆1炸"。由于CO2挥发掉了,干冰清洗过程没有产生任何二次废物,留下需要收集清理的只是清除下来的污垢。
与其它喷射介质不同,干冰颗粒温度极低(-78℃)。这样的低温使干冰清洗具有独特的热力学性能,影响粘附污垢的机械性能。由于干冰颗粒与清洗表面间的温度差就发生热冲击现象。材料温度降低、脆性增大干冰颗粒能够将污垢层冲击破碎。具有不同热膨胀系数的两种不同材料它们之间的温度差会破坏两种材料间的结合。在从金属物质上清除非金属污垢时这样的热冲击现象最为明显。即使在很高的速度下直接冲击清洗表面,干冰与砂粒相比动能冲击也是很小的。这是由于干冰硬度不大并且在冲击瞬间气化。由于没有磨损,干冰清洗可广泛用于各种材料的清洗上。干冰喷射系统中,需要压力为5bar以上,流量为2m3/min以上的洁净压缩空气气源,干冰颗粒由机械方式供入压缩空气管道,在此管道中干冰颗粒与空气混合、加速,从喷嘴喷出。喷射速度马赫值通常在1.7-3.0之间,取决于设计和空气压力。
干冰颗粒是如何产生的?
CO2是工业生产过程中的一种副产品,如发酵过程和石油精炼过程,均产生副产品CO2。这些生产过程中产生的CO2被提纯、液压、贮存后,产生干冰,用于清洗,在喷射过程中CO2升华排放到大气中时,并没有新的CO2产生,只是原来的CO2副产品被排放掉了,实现了废气CO2的再利用,造福人类。
干冰喷射清洗中所用的干冰介质是通过干冰造粒机制造出坚实的干冰颗粒,这些干冰颗粒可以被马上用掉,也可储存于保温箱中备用。这些颗粒通常直径为3mm,长度为2.5mm-10mm。用这种方法,高压液体CO2从管道中喷出转化为雪状固体CO2,雪状CO2靠液压力通过模具挤出成干冰颗粒。