干冰是固态的二氧化碳（CO₂），其生产过程主要围绕二氧化碳的捕获、提纯、压缩液化及固化展开。以下是详细的生产流程： 一、二氧化碳的来源 干冰生产的核心原料是二氧化碳，来源主要有三类： 1. 工业副产品** - 如酒精发酵（酿酒厂）、氨肥生产、天然气开采或煤燃烧过程中产生的废气，经收集后作为原料，具有环保和低成本的优势。 - 举例：啤酒厂发酵时会释放大量二氧化碳，可直接回收利用。 2. 天然二氧化碳气田 - 部分地区存在天然二氧化碳矿藏，直接开采后提纯即可使用。 3. 合成制备 - 少数情况下通过化学反应生成（如碳酸盐与酸反应），但成本较高，仅用于特殊场景。 二、二氧化碳的提纯 原料二氧化碳需去除杂质（如水蒸气、硫化物、粉尘等），步骤包括： 1. 初步过滤：通过滤网去除粉尘等固体杂质。 2. 干燥处理：用干燥剂（如分子筛）吸收水分，避免后续步骤中水分冻结堵塞设备。 3. 化学净化：通过化学反应去除硫化物等有害气体（如用活性炭吸附），终使二氧化碳纯度达到99.5%以上（食品级干冰需更高纯度）。 三、压缩与液化 提纯后的二氧化碳进入压缩液化系统： 1. 压缩：通过压缩机将气态二氧化碳加压至6-8兆帕（MPa），过程中气体因做功而升温。 2. 冷却：高温高压的二氧化碳经冷却器（如冷水机组）降温，热量被带走后，气体温度降至31℃以下（二氧化碳的临界温度为31.1℃，低于此温度才能通过加压液化）。 3. 液化：冷却后的高压气体进入冷凝器，进一步降温至-20℃左右，转化为液态二氧化碳（密度约1.1g/cm³），储存在保温储罐中。 四、干冰的成 液态二氧化碳通过膨胀降温实现固化，具体方式有两种： 1. 块状/颗粒状干冰生产 - 将液态二氧化碳导入干冰成型机的模具中，瞬间减压（释放至常压）。 - 原理：液态二氧化碳减压后迅速蒸发（升华），吸收大量热量，剩余液体因急剧降温（降至-78.5℃）直接凝固为固态二氧化碳。 - 成型机通过挤压将固态二氧化碳压制成块状（如25kg标准块）、颗粒状（直径1-10mm）或片状。 2. 粉末状干冰生产 - 直接将液态二氧化碳从喷嘴喷出，在常压下快速膨胀，瞬间凝固为粉末状干冰，无需挤压步骤。 五、储存与运输 干冰需在低温环境中保存，避免升华损失： - 储存：使用保温性能良好的容器（如不锈钢杜瓦罐、高密度聚乙烯箱），通常可存放5-10天（视容器密封性而定）。 - 运输：避免剧烈碰撞，运输车辆需通风（防止二氧化碳浓度过高导致缺氧），且不可与食品直接接触（食品级干冰除外）。 总结 干冰生产的核心是“二氧化碳的液化-固化”过程，利用了二氧化碳“减压升华吸热”的特性。其生产过程不仅实现了工业废气的资源化利用，还因干冰升华后无残留的特点，被广泛应用于冷链运输、舞台、清洗等领域。
