Prvi komercijalni generator kisika pojavio se 1903. godine; 1908. godine, Camerin Onnes iz Nizozemske prethodno je ohladio helij tekućim vodikom i proširio ga izenttalpično u adijabatskim uvjetima, smanjujući temperaturu na ispod 4,2K. Dobiti tekući helij; 1965. godine, sovjetski Neganov i drugi izumili su hladnjak za razrjeđivanje kako bi temperatura dosegla 0,025K; od 1970-ih ljudi primjenjuju tehnologiju rashlađivanja demagnetizacijom kako bi dodatno smanjili temperaturu hlađenja opreme&# 39.
Ukapljivanje plina Ukapljivanje plina ostvaruje se uređajem za ukapljivanje tkiva na temelju ciklusa ukapljivanja. Glavni ciklusi ukapljivanja su Lindeov ciklus ukapljivanja i Claudeov ciklus ukapljivanja.
Cy Linde ciklus ukapljivanja: Ciklus koji koristi efekt prigušivanja prigušnog ventila za ukapljivanje sirovinskog plina (slika 1). Sirovinski plin normalnog tlaka p1 i normalne temperature T1 komprimira se u kompresoru iz stanja 1 u stanje 2, a odgovarajući tlak je p2. Izmjenjivač topline temperaturu smanjuje u stanje 3, a zatim prigušni ventil smanjuje tlak i izvodi se proširenje izoenthalpije u stanje. 4. U to se vrijeme dio plina pretvara u tekućinu i ispušta iz spremnika za tekućinu; dio plina koji nije ukapljen ponovno se zagrijava u stanje 1 u izmjenjivaču topline, čime nastaje toplinski ciklus.
Cy Claudeov ciklus ukapljivanja: Ciklus koji koristi izentropno širenje i izenthalpsko širenje u kombinaciji s hlađenjem za ukapljivanje sirovinskog plina (slika 2). Sirovinski plin normalnog tlaka p1 i normalne temperature T1 komprimira se iz stanja 1 u stanje 2 na srednjoj temperaturi u kompresoru, odgovarajući tlak je p2, a izmjenjivač topline E1 temperaturu smanjuje u stanje 3. Nakon toga, plin je podijeljen na dva dijela, dio plina nastavlja prolaziti kroz izmjenjivače topline E2 i E3, te se hladi do stanja 4 i 5, a zatim se entalpija proširuje do stanja 6 kroz prigušni ventil. U to se vrijeme dio plina pretvara u tekućinu i ispušta se iz spremnika s tekućinom; neukapljeni dio plina ponovno se zagrijava u stanje 8 u izmjenjivaču topline E3, a zatim se stapa s drugim dijelom plina koji se proširuje u stanje 8 u ekspanderu sa srednjom entropijom i na kraju zamjenjuje Grijači E2 i E1 se podgrijavaju na stanje 1, stvarajući time termodinamički ciklus. Ostali ciklusi ukapljivanja razvijeni na toj osnovi, poput prigušivanja ciklusa ukapljivanja s dodatnim ciklusima hlađenja (poput ciklusa predhlađenja amonijakom ili tekućim dušikom ili drugim hladnim izvorima) ili izentropni ciklusi ukapljivanja ekspanzije, s vanjskim ciklusima hlađenja (kao što je vanjsko hlađenje dušikom ciklus) izentropni ciklus ukapljivanja ekspanzijskog ciklusa, ciklus hlađenja regenerativnim plinom (vidi ciklus hladnjaka) i višestepeni ciklus ukapljivanja eksentropskog ekspanzije.
Gore navedeni različiti ciklusi su idealni ciklusi. Međutim, u praktičnoj primjeni postupak kompresije kompresora nije izotermni postupak, izmjenjivač topline nema dovoljno zagrijavanja i gubitak hladnog kapaciteta zbog vanjskog prodora topline, a ekspander ima adijabatski gubitak i mehanički gubitak, pa treba uzeti kompenzaciju u stvarnom procesu hlađenja. Mjere za postizanje toplinske ravnoteže procesa.
Odvajanje plina Uobičajeni principi odvajanja sirovih plinova uključuju duboku kriogenu ispravku, duboku kriogenu frakcijsku kondenzaciju i duboku kriogenu adsorpciju. DisDetilacija na dubokoj i niskoj temperaturi: prvo ukapiti sirovinski plin, a zatim odvojiti komponente prema različitoj temperaturi kondenzacije (isparavanja) svake komponente, koristeći princip rektifikacije. Postupak odvajanja realizira se u dubokom kriogenom rektifikacijskom tornju. Ova je metoda prikladna za sirovi plin sa sličnom temperaturom kondenzacije odvojenih komponenata, poput odvajanja kisika i dušika iz zraka. ②Duboka niskotemperaturna segregacija: koristite razliku u temperaturi kondenzacije svake komponente u sirovom plinu da smanjite temperaturu sirovog plina u izmjenjivaču topline, ukapnite komponente jednu po jednu s visoke na nisku i odvojite tekućinu u separator. Ova je metoda prikladna za odvajanje sirovog plina, poput koksnog plina, gdje je temperatura kondenzacije odvojenih komponenata daleko. Ads Dubinska i niskotemperaturna adsorpcija: Korištenje poroznih čvrstih adsorbenata ima karakteristike selektivne adsorpcije za adsorbiranje određenih komponenata nečistoća na dubokim i niskim temperaturama kako bi se dobili čisti proizvodi. Na primjer, molekularni sito adsorber koristi se za adsorpciju kisika i dušika iz sirovog argona na temperaturi tekućeg zraka da bi se dobio pročišćeni argon.
Prema potrebama procesa, ponekad se jedan princip koristi sam, a ponekad se istovremeno koristi nekoliko principa.