1. Komprimering och kylning:
* komprimera gasen: Gasen komprimeras till ett högt tryck, vilket ökar temperaturen.
* Kyl den komprimerade gasen: Den komprimerade gasen kyls sedan ner med en serie värmeväxlare. Detta kan göras med ett kylsystem eller genom att utnyttja Joule-Thomson-effekten (där gasen svalnar när den expanderar).
2. Kryogen destillation:
* fraktionerad destillation: Den kylda, komprimerade gasen passeras genom en hög kolonn som kallas en fraktionerad destillationskolonn.
* Temperaturgradient: Kolumnen är utformad för att ha en temperaturgradient, där toppen är den kallaste och botten är den varmaste.
* Separation: När gasen rör sig upp i kolonnen svalnar den ytterligare. Komponenterna med de högsta kokpunkterna (syre, sedan kväve) kondenserar på olika nivåer i kolonnen, medan den lägsta kokpunktskomponenten (helium) förblir gasform.
* samling: Det flytande syre och kväve uppsamlas vid deras respektive kondensationspunkter, och den gasformiga helium samlas upp högst upp i kolonnen.
Specifika temperaturer:
* syre: -183 ° C (-297 ° F)
* kväve: -196 ° C (-321 ° F)
* helium: -269 ° C (-452 ° F)
Viktiga överväganden:
* Högtryck: Att upprätthålla högt tryck under hela processen är avgörande för framgångsrik kondensering.
* Effektiv isolering: Hela systemet måste vara extremt väl isolerade för att förhindra värmeöverföring från omgivningen, vilket kan leda till att de flytande gaserna kokar av.
* Säkerhet: Flytande gaser är mycket flyktiga och kräver specialiserad hantering och lagring för att förhindra explosioner eller kvävning.
Kommersiella applikationer:
Kryogen destillation används ofta i följande branscher:
* Medical: Flytande syre används för medicinska ändamål, såsom på sjukhus och syrebehandling av hemmet.
* Industrial: Flytande kväve används för frysning, kryogen slipning och andra industriella processer.
* Scientific Research: Flytande helium är avgörande för superledningsforskning, MR -avbildning och andra vetenskapliga experiment.
Det är viktigt att notera att detta är en förenklad förklaring. Den faktiska processen för att flytande dessa gaser involverar komplex teknik och sofistikerad utrustning.
