Сжижение газов

Сжижение газов – это физическое превращение газа в жидкое состояние ( конденсация ). Сжижение газов — сложный процесс, в котором используются различные сжатия и расширения для достижения высоких давлений и очень низких температур с использованием, например, турбодетандеров .

Использование

Процессы сжижения используются в научных, промышленных и коммерческих целях. Многие газы можно перевести в жидкое состояние при нормальном атмосферном давлении простым охлаждением; некоторые из них, такие как углекислый газ , также требуют повышения давления. Сжижение используется для анализа фундаментальных свойств молекул газа (межмолекулярных сил) или для хранения газов, например: сжиженного нефтяного газа , а также в холодильном оборудовании и кондиционировании воздуха . Там газ сжижается в конденсаторе , где теплота парообразования выделяется , и испаряется в испарителе , где теплота парообразования поглощается. Аммиак был первым таким хладагентом его в значительной степени заменили соединения, полученные из нефти и галогенов и до сих пор широко используется в промышленном холодильном оборудовании, но в жилых и коммерческих целях .

Жидкий кислород поставляется больницам для преобразования в газ для пациентов с проблемами дыхания, а жидкий азот используется в медицинской сфере для криохирургии , осеменаторами для замораживания спермы , а также полевыми и лабораторными учеными для сохранения образцов. Сжиженный хлор транспортируется для окончательного растворения в воде, после чего он используется для очистки воды, обеззараживания промышленных отходов , сточных вод и бассейнов, отбеливания целлюлозы и текстиля и производства четыреххлористого углерода , гликоля и многих других органических соединений, а также фосгена. газ.

Сжижение гелия ( ⁴Он ) с предварительно охлажденным циклом Хэмпсона-Линде привел к получению Нобелевской премии Хайке Камерлинг-Оннесу в 1913 году. При атмосферном давлении температура кипения сжиженного гелия составляет 4,22 К (-268,93 ° C). Жидкость с температурой ниже 2,17 К ⁴Он становится сверхтекучим ( Нобелевская премия 1978 года, Петр Капица ) и проявляет характерные свойства, такие как теплопроводность через второй звук , нулевую вязкость и эффект фонтана среди других.

Сжижение воздуха применяют для получения азота , кислорода , аргона и других атмосферных благородных газов путем разделения компонентов воздуха фракционной перегонкой в криогенной воздухоразделительной установке .

История

Жидкий воздух

Процесс Линде

Воздух сжижается с помощью процесса Линде , при котором воздух поочередно сжимается, охлаждается и расширяется, причем каждое расширение приводит к значительному снижению температуры. При более низкой температуре молекулы движутся медленнее и занимают меньше места, поэтому воздух меняет фазу и становится жидким.

Процесс Клода

Воздух также можно сжижать с помощью процесса Клода , в котором газу позволяют изоэнтропически расширяться дважды в двух камерах. При расширении газ должен совершать работу, проходя через расширительную турбину . Газ еще не жидкий, так как это разрушит турбину. ^{[ нужна ссылка ]} Коммерческие установки по сжижению воздуха решают эту проблему, расширяя воздух при сверхкритическом давлении. ^{[ 1 ]} Окончательное сжижение происходит за счет изоэнтальпического расширения в терморасширительном клапане .

См. также

Ссылки

^ Гринвуд, Гарольд Сесил (1919). Промышленные газы . Д. Ван Ностранд. п. 87 .

Внешние ссылки

Сжижение газов
История сжижения водорода - НАСА. Архивировано 22 декабря 2009 г. в Wayback Machine.

[1] Гринвуд, Гарольд Сесил (1919). Промышленные газы . Д. Ван Ностранд. п. 87 .

[ 1 ]

v т и Перевозка углеводородного топлива
Масло	Нефтяной танкер Нефтяной терминал Цистерна Автоцистерна Список нефтепроводов
СПГ и СУГ	Танкер СПГ Регазификация Сжижение Разделение газов Хранилище природного газа Черный порох в газопроводах Список газопроводов Список терминалов СПГ
Уголь /разное.	Промышленная железная дорога Интермодальные грузовые перевозки Сингаз