СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ


СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ
СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ
- производят при охлаждении их ниже критич. <темп-ры Т к (см. Критическая точка). С. г. с критич. <темп-рой выше темп-ры окружающей среды (С12, NH3,CO2 и др.) производится сжатием их в компрессорах и последующейконденсацией в теплообменниках, охлаждаемых водой или холодильным рассолом. <Для С. г. с критич. темп-рой ниже темп-ры окружающей среды их предварительноохлаждают с помощью соответствующих холодильных (криогенных) циклов.

Идеальный цикл С. г. приведён на рис. 1: 1 - 2 - изобарич. охлаждениегаза от темп-ры Т 0 до темп-ры Т 2 началаконденсации (T2 ниже Т к), изотерма 2-0- конденсация газа; 1-3 - изотермич. сжатие газа, 3-0- адиабатич. <его расширение. Площадь под 1-2 -0 соответствует отводимойпри С. г. теплоте, площадь внутри 1 - 2 - 0- 3 - мин. работе A мин С. г.:8031-3.jpgгде S Г, S Ж - энтропия, Н Г, Н Ж- энтальпия газа и жидкости соответственно.
8031-2.jpg

Рис. 1. Т - S-диаграм-ма идеального цикла сжижения газов (р - давление, <Н - энтальпия).

Давления, необходимые для идеального цикла С. г., составляют сотни тысячатм, поэтому на практике цикл неосуществим. Реальные затраты энергии приС. г. обычно превышают А мин в 5-10 и более раз.

Совр. методы С. г. основаны на охлаждении предварительно сжатого газапри Джоуля - Томсона эффекте (т. е. при дросселировании - пропусканиигаза через пористую перегородку, кран, вентиль), изоэнтропич. расширениигаза с совершением внеш. работы в детандере и при выпуске газа из сосудапост. объёма (выхлоп). Процесс дросселирования необратим, идёт с возрастаниемэнтропии по закону: Н= const. Инверсионная темп-pa всех газов (темп-pa,при к-рой положит. эффект Джоуля - Томсона становится отрицательным и газначинает нагреваться), кроме Н 2, Не и Ne, на сотни градусоввыше темп-ры окружающей среды, и поэтому они могут быть охлаждены и сжиженыпростым дросселированием. Инверсионные темп-ры Н 2, Не и Ne значительнониже комнатных, поэтому их предварительно охлаждают (Н 2 и Ne- жидким азотом, Не - жидким водородом).

Термодинамически наиб. эффективен метод С. г. с помощью детандера; этотметод в пром. установках является основным. В поршневых детандерах сжатыйгаз движет поршень и охлаждается, в турбодетандерах - вращает турбину. <В большинстве случаев после детандера газ дополнительно охлаждают дросселированием. <Процесс расширения газа в детандере: S =const.
8031-4.jpg

Рис. 2. Схема установки сжижения газов (а) и её Т - S-диаграмма (б);К - компрессор, Д - детандер, Т/о - теплообменники, Др - дроссель, Сб -сборник.

На рис. 2 приведены типовая схема установки для С. г. ( а Т- S -диаграмма ( б )термодинамич. процессов в ней. После сжатияв компрессоре (1-2 )и предварит. охлаждения в теплообменнике (2-3 )потоксжатого газа делится на два: поток М отводится в детандер, где, <расширяясь, производит работу, охлаждается (3-7 )и охлаждает вторуючасть сжатого газа 1 - М, к-рый затем дросселируется и сжижается. <Теоретически расширение газа в детандере должно протекать при пост. энтропии(3-6), однако в результате разл. потерь реально идёт процесс 3-7. В крупных установках С. г. применяют неск. детандеров, работающих вразных температурных интервалах. Спец. устройство позволяет получать сжиженныйгаз непосредственно в самом детандере и обходиться без дроссельной ступени. <Для сжижения небольших кол-в газа используются криогенно-газовые машины, <представляющие собой комбинацию компрессора, теплообменного аппарата идетандера. С помощью таких машин получают темп-ры до 10 К, т. е. достаточнонизкие для сжижения всех газов, кроме гелия (для сжижения гелия пристраиваетсядополнит. дроссельная ступень). В небольшом объёме С. г. может производитьсяпри охлаждении испаряющейся жидкостью с более низкой (чем получаемая) темп-ройкипения. Так, с помощью жидкого азота можно сжижать кислород, аргон, метани др. газы, с помощью жидкого водорода - неон. Такой процесс энергетическиневыгоден и применяется только в лаб. условиях.

Подвергаемые сжижению газы должны быть очищены от примесей, к-рые имеюттем-ру замерзания более высокую, чем в цикле сжижения данного газа, и, <затвердевая, могут закупорить теплообменную аппаратуру. Сжижение газов(N, О 2, Н 2, природного газа и др.) - крупная отрасльхим. пром-сти.

Лит.: Справочник по физико-техническим основам криогеники, подред. М. П. Малкова, 3 изд., М., 1985; Фрадков А. Б., Что такое криогеника, <М., 1991. А. Б. Фрадков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ" в других словарях:

  • Сжижение газов — включает в себя несколько стадий, необходимых для перевода газа в жидкое состояние. Эти процессы используются для научных, промышленных и коммерческих целей. Все газы могут быть приведены в жидкое состояние путём простого охлаждения при… …   Википедия

  • СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ — СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ, переход вещества из газообразного состояния в жидкое при охлаждении его ниже температуры насыщения (критические температуры при данном давлении). Для сжижения газов с низкой критической температурой (126,2 К у азота; 154,2 К у… …   Современная энциклопедия

  • СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ — переход вещества из газообразного состояния в жидкое при охлаждении его ниже температуры насыщения при данном давлении. Для сжижения газов с низкой критической температурой (154,2 К у О2, 126,2 К у N2, 33 К у Н2, 5,3 К у Не) применяют криогенную… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Сжижение газов — СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ, переход вещества из газообразного состояния в жидкое при охлаждении его ниже температуры насыщения (критические температуры при данном давлении). Для сжижения газов с низкой критической температурой (126,2 К у азота; 154,2 К у… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ — процесс пре вращения газов в жидкое состояние путём (см.) его ниже к (см.) с помощью (см.); осуществляют в компрессорах и детандерах …   Большая политехническая энциклопедия

  • сжижение газов — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN liquefaction of gases …   Справочник технического переводчика

  • Сжижение газов —         переход вещества из газообразного состояния в жидкое. С. г. достигается охлаждением их ниже критической температуры (См. Критическая температура) (Тк) и последующей конденсацией в результате отвода теплоты парообразования (конденсации).… …   Большая советская энциклопедия

  • СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ — перевод в ва из газообразного состояния в жидкое. С. г. возможно только при темп pax, меньших критической температуры. В пром сти С. г. с критич. темп рой выше темп ры окружающей среды (практически выше 50 °С) осуществляется сжатием газа в… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • сжижение газов — перевод вещества из газообразного состояния в жидкое путём понижения температуры и (или) повышения давления. Возможно только при температурах ниже критических. Для сжижения газов с низкой критической температурой (154,2 К у О2, 126,2 К у N2, 33 К …   Энциклопедический словарь

  • сжижение газов — dujų skystinimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Slegiamų ir šaldomų dujų vertimas skysčiu. atitikmenys: angl. gas liquation; gas liquefaction rus. газосжижение; сжижение газов …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas