一、引言
随着全球对气候变化问题的日益关注，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术作为减少碳排放的关键手段，受到了广泛的重视沙盘模型 。为了更好地向公众、学生以及相关行业人士普及 CCUS 技术的原理和流程，制作一个直观、准确的火电厂CCUS碳捕集沙盘模型具有重要意义。本文将详细阐述采用透明亚克力材质和 3D 打印工艺，具备推动式灯光演示工艺流程的燃煤锅炉 CCUS 碳捕集展示沙盘模型的制作过程。
二、材料与工具准备
（一）材料
透明亚克力板材：用于构建火电厂CCUS碳捕集沙盘模型的主体框架和各个设备的外壳，使其具有良好的可视性沙盘模型 。根据不同部件的需求，准备不同厚度的板材，如 5mm 厚的板材用于制作小型设备外壳，10mm 厚的板材用于搭建主要框架结构。
3D 打印材料：选择适合 3D 打印的塑料丝材，如 PLA（聚乳酸）或 ABS（丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物）沙盘模型 。PLA 材料环保、易打印，表面质量较好；ABS 材料强度较高，具有较好的耐冲击性。根据模型部件的特点和要求选择合适的材料。
灯光设备：包括 LED 灯带、灯珠、电源控制器等沙盘模型 。LED 灯带用于实现推动式灯光演示工艺流程，选择防水、节能且亮度适中的灯带，颜可根据需要选择，如蓝表示气体流动，绿表示净化后的气体或液体。灯珠用于突出某些关键部位，电源控制器用于控制灯光的开关、亮度和闪烁效果。
连接与固定材料：如螺丝、螺母、垫片、胶水等沙盘模型 。螺丝和螺母用于连接各个部件，确保结构稳固；垫片用于防止部件之间的磨损和松动；胶水用于粘接亚克力板材和 3D 打印部件，选择适合亚克力材质的专用胶水，确保粘接强度和透明度。
其他材料：如颜料、砂纸、泡沫板等沙盘模型 。颜料用于给模型上，使其更加逼真；砂纸用于打磨部件表面，提高表面光洁度；泡沫板用于制作模型的底座和一些辅助支撑结构。
CCUS二氧化碳捕集利用封存沙盘模型
（二）工具
切割工具：如激光切割机、电锯、美工刀等沙盘模型 。激光切割机用于精确切割透明亚克力板材，能够实现复杂形状的切割，精度高、切口光滑；电锯用于切割较大尺寸的材料，如泡沫板；美工刀用于一些精细的切割和修整工作。
3D 打印设备：根据模型的大小和精度要求，选择合适的 3D 打印机沙盘模型 。确保打印机的打印精度能够满足模型制作的需求，打印尺寸能够容纳所需制作的部件。
加工工具：如钻孔机、打磨机、锉刀等沙盘模型 。钻孔机用于在部件上打孔，以便安装螺丝或连接其他部件；打磨机和锉刀用于对切割和打印后的部件进行表面处理，使其更加光滑和平整。
测量工具：如卡尺、直尺、水平仪等沙盘模型 。卡尺用于精确测量部件的尺寸，确保各个部件的配合精度；直尺用于一般性的尺寸测量和划线；水平仪用于保证模型安装的水平度。
装配工具：如螺丝刀、扳手等沙盘模型 。螺丝刀用于拧紧螺丝，扳手用于拧紧螺母，确保部件连接牢固。
三、模型设计
（一）整体布局规划
根据 CCUS 碳捕集工艺流程，确定火电厂CCUS碳捕集沙盘模型的整体布局沙盘模型 。一般来说，模型应包括燃煤锅炉、烟气预处理设备、碳捕集装置、二氧化碳压缩与储存设备等主要部分。将燃煤锅炉放置在沙盘的一端，作为整个流程的起点，然后按照工艺流程依次排列其他设备，使整个模型的布局清晰、合理，便于观众理解碳捕集的过程。
（二）设备尺寸与比例确定
根据厂CCUS碳捕集沙盘模型沙盘模型的整体尺寸和实际设备的大小，确定各个设备的尺寸比例沙盘模型 。在保证模型能够清晰展示工艺流程的前提下，尽量使设备的尺寸比例符合实际情况，增强模型的真实性和可信度。对于一些关键设备，如燃煤锅炉，可以适当放大尺寸，以便更好地展示其内部结构和工作原理。
（三）灯光演示流程设计
设计推动式灯光演示工艺流程，使其能够准确反映 CCUS 碳捕集的各个环节沙盘模型 。例如，当启动模型时，首先点亮燃煤锅炉燃烧产生烟气的灯光，然后灯光沿着烟气的流动方向依次点亮，经过烟气预处理设备、碳捕集装置等，直到二氧化碳被压缩并储存起来。通过灯光的动态演示，让观众更加直观地了解碳捕集的整个过程。
（四）结构设计
考虑模型的结构稳定性和可拆卸性沙盘模型 。采用框架结构来支撑整个模型，框架可以使用铝合金型材或木质材料制作。对于各个设备部件，设计合理的连接方式，使其能够方便地安装和拆卸，便于后期的维护和修改。同时，要确保模型的结构能够承受灯光设备和其他附件的重量，不会发生变形或倒塌。
四、部件制作
（一）透明亚克力部件制作
绘制切割图纸：根据模型设计，使用 CAD 等绘图软件绘制各个透明亚克力部件的切割图纸沙盘模型 。在图纸上标注清楚尺寸、形状和孔位等信息，确保切割的准确性。
激光切割：将透明亚克力板材放置在激光切割机工作台上，按照切割图纸进行切割沙盘模型 。在切割过程中，控制好激光的功率、速度和焦距等参数，确保切割质量。切割完成后，清理板材表面的残渣和灰尘。
打磨与抛光：使用砂纸对切割后的亚克力部件边缘进行打磨，去除毛刺和不平整的部分沙盘模型 。然后使用抛光机或抛光膏对部件表面进行抛光处理，提高表面光洁度和透明度，使其看起来更加美观。
粘接与组装：根据模型结构，使用亚克力专用胶水将各个切割好的亚克力部件粘接在一起沙盘模型 。在粘接过程中，要确保胶水涂抹均匀，部件对齐准确，避免出现缝隙或错位。粘接完成后，使用夹具固定部件，等待胶水固化。
（二）3D 打印部件制作
模型建模：使用 3D 建模软件，如 SolidWorks、proe、UG 等，创建各个需要 3D 打印的部件模型沙盘模型 。在建模过程中，要注意模型的细节和精度，确保打印出来的部件能够准确反映实际设备的形状和结构。
切片处理：将建好的 3D 模型导入到 3D 打印机的切片软件中，进行切片处理沙盘模型 。设置打印参数，如层厚、填充密度、打印速度等。根据部件的要求和打印机的性能，合理调整参数，以获得最佳的打印效果。
3D 打印：将处理好的文件传输到 3D 打印机中，开始打印部件沙盘模型 。在打印过程中，密切关注打印机的运行情况，及时处理可能出现的问题，如堵丝、翘边等。打印完成后，取出部件，去除支撑结构。
后处理：对打印出来的部件进行后处理，包括打磨、上等沙盘模型 。使用砂纸对部件表面进行打磨，使其更加光滑；根据实际需要，使用颜料对部件进行上，使其与实际设备的颜相符，增强模型的真实感。
（三）灯光设备安装部件制作
灯带安装槽制作：在透明亚克力部件或 3D 打印部件上，根据 LED 灯带的尺寸和安装位置，制作灯带安装槽沙盘模型 。安装槽的宽度和深度要适中，确保灯带能够顺利安装且固定牢固。可以使用激光切割机或 3D 打印的方式制作安装槽。
灯珠安装孔制作：对于需要安装灯珠的部位，使用钻孔机钻出合适大小的安装孔沙盘模型 。安装孔的位置要准确，确保灯珠安装后能够准确照亮需要突出的部位。
电源控制器安装盒制作：根据电源控制器的尺寸，制作专门的安装盒沙盘模型 。安装盒可以使用亚克力板材或 3D 打印制作，要具备良好的密封性和散热性，以保证电源控制器的正常工作。
五、模型组装
（一）基础框架搭建
首先搭建CCUS二氧化碳捕集沙盘模型的基础框架，使用金属型材或木质材料按照设计好的结构进行组装沙盘模型 。使用螺丝或焊接将各个框架部件固定在一起，确保框架的稳定性和水平度。在框架上标记好各个设备的安装位置，为后续的设备安装做好准备。
（二）设备安装
燃煤锅炉安装：将制作好的燃煤锅炉模型安装在基础框架的指定位置上沙盘模型 。使用螺丝或胶水将锅炉与框架固定牢固，确保锅炉的位置准确，不会发生晃动。如果锅炉模型有内部结构展示，要确保内部结构的安装正确，能够清晰地展示其工作原理。
烟气预处理设备安装：按照工艺流程，将烟气预处理设备模型依次安装在基础框架上沙盘模型 。注意设备之间的连接关系，确保烟气能够顺利通过预处理设备。使用透明亚克力管道或 3D 打印的管道部件连接各个设备，模拟烟气的流动路径。
碳捕集装置安装：将碳捕集装置模型安装在合适的位置上，与烟气预处理设备和后续的二氧化碳压缩与储存设备进行连接沙盘模型 。碳捕集装置是模型的核心部分，要确保其安装牢固，各个部件之间的连接紧密，能够准确展示碳捕集的过程。
二氧化碳压缩与储存设备安装：最后安装二氧化碳压缩与储存设备模型，将其与碳捕集装置连接起来沙盘模型 。在安装过程中，要注意设备的高度和位置，使其与整个工艺流程相匹配。同时，要确保储存设备的密封性，模拟实际的储存情况。
（三）灯光设备安装
灯带安装：将 LED 灯带按照设计好的推动式灯光演示流程安装在相应的灯带安装槽中沙盘模型 。使用胶水或胶带将灯带固定牢固，确保灯带的位置准确，不会发生移位。在安装过程中，要注意灯带的正负极连接，确保灯光能够正常亮起。
灯珠安装：将灯珠安装在预先制作好的安装孔中，调整灯珠的角度，使其能够准确照亮需要突出的部位沙盘模型 。灯珠的亮度要适中，不能过亮或过暗，以免影响整体展示效果。
电源控制器安装：将电源控制器安装在制作好的安装盒中，并将其放置在便于操作和观察的位置沙盘模型 。连接电源控制器与灯带和灯珠，确保电路连接正确，能够实现对灯光的开关、亮度和闪烁效果的控制。
（四）管道与线路连接
管道连接：使用透明亚克力管道或 3D 打印的管道部件，将各个设备之间的气体和液体流动路径连接起来沙盘模型 。在连接管道时，要确保管道的密封性良好，不会发生泄漏。可以使用胶水或密封件来保证管道的连接质量。
线路连接：整理和连接模型中的各种线路，包括灯光线路、控制线路等沙盘模型 。将线路隐藏在模型的结构内部，避免线路外露影响模型的美观。同时，要确保线路的连接牢固，不会发生松动或短路现象。
六、CCUS碳捕集沙盘模型调试与优化
（一）灯光演示调试
灯光效果检查：接通电源，检查 LED 灯带和灯珠的发光情况沙盘模型 。查看灯光的亮度、颜是否符合设计要求，是否存在亮度不均匀或颜偏差的问题。如果发现问题，调整电源控制器的参数或更换有问题的灯光设备。
推动式灯光演示流程调试：按照设计好的推动式灯光演示流程，测试灯光的动态演示效果沙盘模型 。检查灯光是否能够按照工艺流程依次点亮，灯光的切换是否流畅、自然。如果出现灯光闪烁、跳跃或不按顺序点亮的情况，检查灯光控制程序或线路连接，进行相应的调整和修复。
（二）模型运行调试
整体结构检查：检查模型的整体结构是否稳定，各个部件之间的连接是否牢固沙盘模型 。轻轻晃动模型，观察是否有部件松动或掉落的情况。如果发现结构不稳定的问题，及时加固连接部位，确保模型在展示过程中不会出现安全隐患。
模拟流程检查：模拟 CCUS 碳捕集的实际流程，检查各个设备之间的连接是否顺畅，气体和液体的流动是否能够正常模拟沙盘模型 。可以通过手动操作或设置一些简单的模拟装置，观察模型的运行情况。如果发现流动不畅或堵塞的问题，检查管道连接是否正确，是否有异物堵塞管道，及时进行清理和调整。
（三）优化与完善
外观优化：对模型的外观进行检查和优化，查看是否有划痕、瑕疵或颜不一致的地方沙盘模型 。使用砂纸或抛光工具对有划痕的部位进行修复，对颜不一致的部位进行重新上或调整。同时，检查模型的标识和说明是否清晰、准确，如有需要进行更新和完善。
功能优化：根据调试过程中发现的问题，对模型的功能进行优化沙盘模型 。例如，如果灯光演示效果不够理想，可以进一步调整灯光的布局和控制程序；如果模型的运行稳定性存在问题，可以加强结构设计或改进连接方式。不断优化模型的功能，使其能够更好地满足科普展示的需求。
七、模型展示与维护
（一）展示布置
展示台设计：为火电厂CCUS碳捕集沙盘模型设计一个合适的展示台，展示台的高度和尺寸要根据模型的大小和展示场所的空间来确定沙盘模型 。展示台的材质可以选择木质、金属或亚克力等，表面要平整、光滑，能够承载模型的重量。在展示台上设置一些标识和说明，介绍模型的名称、原理和主要特点，方便观众了解。
背景布置：在模型背后或周围设置背景布置，如图片、视频或文字介绍等，进一步丰富展示内容沙盘模型 。背景布置要与模型的主题相呼应，能够增强展示的氛围和效果。例如，可以展示一些实际 CCUS 项目的图片或视频，让观众更好地了解这项技术的应用现状。
灯光效果优化：根据展示场所的光线条件，调整模型的灯光效果沙盘模型 。可以增加一些辅助照明设备，如聚光灯或射灯，突出模型的重点部位和关键环节。同时，合理调整灯光的颜和亮度，营造出良好的展示氛围。
（二）维护保养
定期清洁：定期对模型进行清洁，去除表面的灰尘和污渍沙盘模型 。使用柔软的布或清洁剂轻轻擦拭模型表面，避免刮伤透明亚克力部件和 3D 打印部件。对于一些难以清洁的部位，可以使用小型工具或吸尘器进行清理。
部件检查：定期检查模型的各个部件，包括结构连接、灯光设备、管道线路等沙盘模型 。查看是否有部件松动、损坏或老化的情况。如果发现问题，及时进行修复或更换，确保模型的正常运行。
软件更新：如果模型的灯光演示或控制程序有更新的需求，及时进行软件更新沙盘模型 。更新软件可以改善模型的功能和展示效果，使其能够更好地适应不同的展示需求。
八、总结
通过以上详细的步骤和方法，一个采用透明亚克力材质和 3D 打印工艺，具备推动式灯光演示工艺流程的燃煤锅炉 CCUS 碳捕集展示沙盘模型就制作完成了沙盘模型 。这个火电厂CCUS碳捕集沙盘模型虽然不具备实物设备的全部功能，但它以直观、生动的方式展示了 CCUS 碳捕集的工艺流程，能够有效地向观众普及这项重要的减碳技术。在制作过程中，我们充分利用了透明亚克力材质的可视性、3D 打印工艺的灵活性以及灯光演示的直观性，将复杂的技术原理转化为易于理解的展示形式。希望这个模型能够在科普教育、技术推广等方面发挥积极作用，为推动 CCUS 技术的发展和应用做出贡献。
南方模型为客户提供面向教学模拟实训与企业产品展览展示的设计制造一体化服务，包括从设计、制造、安装调试直到产品交付沙盘模型 。已开发的产品涉及教学演示模型与实训模拟装置、科技馆科普展品、企业产品展示模型等，为全国上千家院校与企业提供了优质的产品与服务。
如想了解更多关于二氧化碳捕集运输利用封存CCUS沙盘模型与实训模拟装置模型的资讯，浏阳市南方科技展览模型有限公司可以帮助您沙盘模型 。