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2025-01-24
更新时间:2024-09-26 09:14:08阅读:100
一、干冰是什么?
干冰是CO2的固态存在形式,在常温和6079.8KPa(6兆帕)压力下,把二氧化碳凝成为无色的液体,再在低压下迅速蒸发,便凝结成一块块压紧的冰雪状固体的物质。是一种非常有效和易于使用的冷却介质。在大气压力下,干冰的温度约为-79ºC(-109ºF)。
干冰密度高、保冷持久、无污染。但干冰极易挥发,升华为无毒、无味的、比固体面积大600-1000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,很容易爆炸。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。
干冰的历史可以追溯1823年英国的法拉第和笛彼,他们首次液化了CO2,其后在1834年德国的奇络列成功地制出了固体CO2---干冰。但是当时只是限于研究使用,并没被普遍使用。
二、干冰产品应用:
目前,干冰用途广泛,可应用于工业模具、石化、食品、制药、印刷、电力、汽车、电子、航空航天、船舶、核工业、干洗、美容、冷链物流、娱乐、消防灭火、人工降雨等领域。其细分领域为:
1.干冰在工业模具的应用:用于轮胎模具、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、冷芯盒等方面,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%。
干冰清洗的特点:干冰清洗又称冷喷洗,把压缩空气作为动力源,将干冰颗粒喷射到被清洗物件表层。干冰颗粒在对物体表面撞击的过程中,使油污、残留杂质等污垢快速冷凝、脆化,并从物体表面剥离,随气流清除叫从而达到清洗效果。使用干冰清洗有三个优点。1、节约费用:干冰能够在清洗时直接挥发,不会产生二次污染。同时还能节约了大量的设备操作时间,提高效率,使产量大幅提高;2、干燥的清洗过程:同比蒸汽和水清洗,干冰清洗对传感器、电路板等元器件都没有损伤,清洗后,大大降低了产品锈蚀的可能性;3、环境安全性:二氧化碳是一种无毒、无害的物质,利用干冰清洗可以替代化学物质清洗,使人的身体可以避免化学物质的伤害。
2.干冰在石油化工的应用:清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、二氧化碳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.干冰在食品制药的应用: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。有效清洁烤箱、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。
4. 干冰在印刷工业的应用: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.干冰在电力行业的应用: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。
6.干冰在汽车工业的应用: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.干冰在电子工业的应用: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.干冰在航空航天的应用: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.干冰在船舶业的应用: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.干冰在核工业的应用: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.干冰在干洗行业的应用:服装上的污垢一般分为液体污垢和固体污垢两类,许多服装不宜水洗,需要干洗。干冰能在干洗中迅速清洗油污等,清洗快速、效果佳,提高了干洗质量,不会损伤被清洗的衣物表面;安全环保、作业简便、方便实用、操作简易、清洗过程无二次污染。
12.干冰在美容行业的应用: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。
13.干冰在食品行业的应用: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。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。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。
14.干冰在冷藏运输领域的应用:低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。电子低温材料,精密元器件的长短途运输。高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。
15.干冰在娱乐领域的应用:广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会等制作云海效果,全国及全世界用干冰制作特效的经典剧目不计其数。
16.干冰在消防行业的应用:干冰用作消防灭火,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。
17.干冰在人工降雨领域的应用: 干冰是由二氧化碳凝华而成的。由于它的化学性质,当它投放到云层中时就会吸热升华。从而使云层迅速降温,让云层中的一些水蒸气和小水滴凝成小冰晶或大的水滴,达到人工降雨的效果。
三、干冰新需求:
随着新冠疫苗普世推行,疫苗需要的冷藏运输和其保质期成为焦点。但因为疫苗体积小故并不会给冷藏运输公司带来巨大效益,且物流行业竞争激烈,无论各国政府选择哪一家疫苗,都需与冷藏运输行业配合,而无论用到哪一家运输公司,从疫苗的诞生到运输过程到最后接种都需要用到干冰。根据《柳叶刀》杂志的统计显示,2021年全球新冠疫苗的总产能将达到146.0亿剂,中国政府外交部2021年11月12日宣布2021年将努力向世界提供新冠疫苗20亿剂,11月17日央视新闻宣布我国累计接种24亿剂,接种率和接种剂数全球第一,基本可预测我国2021年新冠疫苗产能接近50亿剂。新冠疫苗或许会成为每年人们都需接种的疫苗。从一定程度上,新冠疫苗或将在未来成为日常疫苗之一。根据Coherent Market Insights(CMI)预测,2021年新冠疫苗市场规模将达到145亿美元,并保持30.90%的年复合增长率迅速扩张,2026年全球新冠疫苗市场规模将会达到557亿美元。
网查资料:
世卫组织负责物流官员表示,一些航空公司正在寻求以“令人发指”的超高价格运输干冰和其它医疗物资。一个装1000剂辉瑞疫苗的盒子需要约50磅(22.68公斤)的干冰,而辉瑞目前计划今年供给超过10亿剂,这对于干冰的供应来说也将是个不小的挑战和机会。中国凯美特气公司全资子公司惠州凯美特生产的优质干冰可用于疫苗冷冻运输,广东地区的顺风冷链的干冰一直是由惠州凯美特供应。A股干冰概念股公司凯美特气2年涨幅500%多。
有分析机构预测,若每人接种3次,新冠疫苗全球渗透率达到20%时,需要疫苗瓶50亿支,全球渗透率达到70%时,需要疫苗瓶将近160亿支。全球范围内,几乎所有参与新冠疫苗研制的生物医药公司都在排队抢购疫苗瓶。公开资料显示,仅强生一家公司就已购买了2.5亿个疫苗瓶。疫苗对温度极其敏感,世卫组织的一项研究预估,全球每年有多达50%的疫苗被浪费,这在很大程度上是由于缺乏温控和完整的冷链物流。对温度条件有严苛的要求,辉瑞公司的疫苗必须保持在零下70摄氏度的环境下,目前在尚没有足够的超冷低温冷柜设施的背景下,大量的干冰成为替代方案。辉瑞开发了一种特殊的恒温盒,利用干冰可以将疫苗储存10天。UPS 医疗保健将在美国全境提供疫苗运输服务,预计UPS 医疗保健每天将向美国各地供应 50000 磅的干冰。
美国压缩气体协会(CGA)介绍,在美国和加拿大地区,干冰主要作为乙醇、氨和氢气生产等工业制造的副产品。在目前作为被动冷却的主要制冷剂,干冰自然成为冷链运输的抢手货,疫苗运输中所需的干冰总量也将是史无前例的。那随着疫苗逐步问世,干冰的产量能跟上吗?
据CNN报道,美国几家干冰生产商透露,已经有人买下了他们全部的干冰。美国干冰企业Reliant and Pacific Dry Ice表示,公司现在正在紧急加大产量。拉辛告诉《每日经济新闻》记者,新冠疫情之下,汽油消耗量下降,乙醇产量因此锐减,干冰生产也受到影响。据其透露,该公司目前也正在紧急投入资源,尽量满足干冰的庞大需求。同时,他也表示了对干冰价格短期可能上涨的担忧。“从历史上看,短缺可能会导致价格上涨。但是由于干冰需求激增的性质,我们希望价格不会飙升。”
四、干冰经济价值:
干冰价格在不同地域价格差距很大,在比较偏远地区如新疆、青海、东北三省等地,由于人口及区域气候原因,需求量少,干冰价格并不高,在1000~2000 元/吨之间波动,但是在人口密集经济发达城市如北京上海广东厦门等地,干冰需求量相对较大,价格都在 3000~8000元/吨波动,特别是在广东地区,2021年干冰的价格一度超越8000元/吨大关,达到了8500元/吨,零售每公斤10元,这给干冰制备提供了一个很好商业机会。
液态CO2生产成本约300元,再制作干冰不超过50元,再计算管理费用财务费用等,工业CCUS碳捕集制作干冰生产成本一般不超500元/吨,食品级CO2干冰制作成本稍高一些,总体不超过600元/吨,在我国南方地区碳捕集项目上线干冰制备,是很不错的商业机会。