Сжижение газов

Необходимо отметить, что сжижение газов возможно лишь при температурах ниже критической .

Для сжижения газов применяют два промышленных метода, в основе которых лежат либо эффект Джоуля-Томсона, либо охлаждение газа при совершении им работы. Схема установки получения сжиженного газа, в которой используется эффект Джоуля-Томсона – машины Линде, – показана на рис. 11.4.1.

Воздух в компрессоре К сжимается до давления в десятки мегапаскаль и охлаждается в холодильнике Х до температуры ниже температуры инверсии, в результате чего при дальнейшем расширении газа наблюдается положительный эффект Джоуля-Томсона. Затем сжатый воздух проходит по внутренней трубе теплообменника ТО и пропускается через дроссель ДР, при этом сильно расширяется и охлаждается. Расширившийся воздух вновь засасывается по внешней трубе теплообменника, охлаждая вторую порцию сжатого воздуха, текущего по внутренней трубе. Так как каждая следующая порция воздуха предварительно охлаждается, а затем пропускается через дроссель, то газ охлаждается все сильнее. В результате 5-6-часового цикла небольшая часть воздуха (5%) охлаждается до температуры ниже критической, сжижается и поступает в дьюаровский сосуд ДС, а остальная часть возвращается в теплообменник.

Поскольку цикл Линде малоэкономичен, то в настоящее время чаще применяют метод сжижения газов, основанный на совершении ими работы при адиабатическом расширении. При этом сжатый газ поступает в поршневую машину (детандер), расширяется и совершает работу по передвижению поршня. Поскольку процесс идет без теплообмена с окружающей средой, то работа совершается за счет внутренней энергии газа и температура газа понижается. В турбодетандерах газ совершает работу по вращению турбины. Современные мощные холодильные установки работают по методу турбодетандера.

Глава 12. Конденсированное состояние вещества

Дата добавления: 2014-01-20