Gázok cseppfolyósítása - Liquefaction of gases

A gázok cseppfolyósítását fizikai átalakítása gáz egy folyékony állapotban ( kondenzáció ). A gázok cseppfolyósítása bonyolult folyamat, amely különféle tömörítéseket és tágulásokat alkalmaz a magas nyomás és nagyon alacsony hőmérséklet elérése érdekében, például turbó-expanderekkel .

Használ

A cseppfolyósítási eljárásokat tudományos, ipari és kereskedelmi célokra használják. Sok gáz normál légköri nyomáson folyékony állapotba hozható egyszerű hűtéssel; néhány, például a szén-dioxid , nyomást is igényel. A cseppfolyósítást a gázmolekulák alapvető tulajdonságainak (intermolekuláris erők) elemzésére vagy a gázok, például az LPG tárolására , valamint a hűtésben és a légkondicionálásban használják . Ott a gázt a kondenzátorban cseppfolyósítják , ahol a párolgási hő felszabadul, és a párologtatóban elpárolog , ahol a párolgási hő elnyelődik. Az ammónia volt az első ilyen hűtőközeg , és még mindig széles körben elterjedt az ipari hűtésben, de a lakossági és kereskedelmi alkalmazásokban jórészt kőolajból és halogénből származó vegyületek váltották fel .

Folyékony oxigént juttatnak a kórházakba légzésproblémákkal küzdő betegek gázgá történő átalakításához, a folyékony nitrogént pedig az orvosi területen használják a kriosebészeti beavatkozásokhoz , az inszeminátorok a sperma fagyasztására , valamint a terepi és laboratóriumi kutatók a minták megőrzésére. A cseppfolyósított klórt esetleges vízoldatban szállítják, majd víztisztításra, ipari hulladékok , szennyvíz és uszodák tisztítására, cellulóz és textil fehérítésére, valamint szén-tetraklorid , glikol és számos más szerves vegyület, valamint foszgén előállítására használják. gáz.

Cseppfolyósítása a hélium ( ⁴ Ő ) a előhűtött Hampson-Linde ciklus vezetett Nobel számára Heike Kamerlingh Onnes 1913. környezeti nyomáson a forráspontja cseppfolyósított hélium 4.22 K (-268,93 ° C). 2,17 K folyadék alatt ⁴ szuperfolyadékká válik ( Nobel-díj, 1978, Pyotr Kapitsa ), és olyan jellemző tulajdonságokat mutat, mint például a második hang által történő hővezetés , a nulla viszkozitás és a szökőkút hatása .

A levegő cseppfolyósítását nitrogén , oxigén , argon és más légköri nemesgázok előállítására használják fel, a levegő komponenseinek frakcionált desztillációval történő szétválasztásával egy kriogén légelválasztó egységben .

Történelem

Folyékony levegő

Linde folyamata

A levegőt cseppfolyósítja a Linde-eljárás , amelynek során a levegőt felváltva összenyomják, lehűtik és kibővítik, és mindegyik tágulás jelentős hőmérséklet-csökkenést eredményez. Az alacsonyabb hőmérsékleten a molekulák lassabban mozognak és kevesebb helyet foglalnak el, így a levegő fázist vált, hogy folyékonysá váljon.

Claude folyamata

A levegőt cseppfolyósíthatjuk Claude eljárásával is, amelynek során a gáznak két kamrában kétszer hagyjuk tágulni izentropikusan . A terjeszkedés közben a gáznak munkát kell végeznie, mivel egy tágulási turbinán vezetik át . A gáz még nem folyékony, mivel ez tönkretenné a turbinát. A kereskedelmi légcseppfolyósító üzemek megkerülik ezt a problémát azzal, hogy szuperkritikus nyomáson tágítják a levegőt . A végső cseppfolyósítás izentalpikus tágulás útján történik egy hőtágulási szelepben .

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek

• A gázok cseppfolyósítása
• A cseppfolyós hidrogén története - NASA