Förvätskning av gaser
Kondensering av gaser är fysisk omvandling av en gas till flytande tillstånd ( kondensation ). Förvätskning av gaser är en komplicerad process som använder olika kompressioner och expansioner för att uppnå höga tryck och mycket låga temperaturer, med till exempel turboexpanders .
Används
Förvätsningsprocesser används för vetenskapliga, industriella och kommersiella ändamål. Många gaser kan försättas i flytande tillstånd vid normalt atmosfärstryck genom enkel kylning; ett fåtal, såsom koldioxid , kräver också trycksättning. Förvätskning används för att analysera de grundläggande egenskaperna hos gasmolekyler (intermolekylära krafter), eller för lagring av gaser, till exempel: LPG , och i kylning och luftkonditionering . Där kondenseras gasen i kondensorn , där förångningsvärmen frigörs, och förångas i förångaren , där förångningsvärmen absorberas. Ammoniak var det första sådana köldmediet och är fortfarande i utbredd användning i industriell kylning, men det har till stor del ersatts av föreningar som härrör från petroleum och halogener i bostäder och kommersiella tillämpningar.
Flytande syre tillhandahålls till sjukhus för omvandling till gas för patienter med andningsproblem, och flytande kväve används inom det medicinska området för kryokirurgi , av inseminatorer för att frysa sperma och av fält- och labbforskare för att bevara prover. Flytande klor transporteras för eventuell lösning i vatten, varefter det används för vattenrening, sanering av industriavfall , avloppsvatten och simbassänger, blekning av massa och textilier och tillverkning av koltetraklorid , glykol och många andra organiska föreningar samt fosgen gas.
Flytande av helium ( 4 He ) med den förkylda Hampson–Linde-cykeln ledde till ett Nobelpris till Heike Kamerlingh Onnes 1913. Vid omgivande tryck är kokpunkten för flytande helium 4,22 K (−268,93 °C). Under 2,17 K vätska 4 Han blir en superfluid ( Nobelpriset 1978, Pyotr Kapitsa ) och visar karakteristiska egenskaper som värmeledning genom andraljud , noll viskositet och fontäneffekten bland annat.
Flytande av luft används för att erhålla kväve , syre och argon och andra atmosfäriska ädelgaser genom att separera luftkomponenterna genom fraktionerad destillation i en kryogen luftseparationsenhet .
Historia
Flytande luft
Lindes process
Luft kondenseras genom Linde-processen , där luft växelvis komprimeras, kyls och expanderas, varje expansion resulterar i en avsevärd temperatursänkning. Med den lägre temperaturen rör sig molekylerna långsammare och tar mindre plats, så luften ändrar fas för att bli flytande.
Claudes process
Luft kan också göras flytande genom Claudes process där gasen tillåts expandera isentropiskt två gånger i två kammare. Under expansion måste gasen göra arbete eftersom den leds genom en expansionsturbin . Gasen är ännu inte flytande, eftersom det skulle förstöra turbinen. Kommersiella anläggningar för kondensering av luft kringgår detta problem genom att expandera luften vid superkritiska tryck. Slutlig kondensering sker genom isentalpisk expansion i en termisk expansionsventil .
Se även
- Air Liquide
- Air Products & Chemicals
- Luftseparering
- BOC-gruppen
- Kemi ingenjör
- Kompressibilitetsfaktor
- Fischer-Tropsch-processen
- Gasseparering
- Gas till vätskor
- Hampson–Linde cykel
- Industrigaser
- Lindegruppen
- Förvätskning
- Förvätsningspunkt
- Louis Paul Cailletet
- Messer Group
- Praxair
- Siemens cykel
- Turboexpanderare
- ^ Greenwood, Harold Cecil (1919). Industrigaser . D. Van Nostrand. sid. 87 .