Den första kommersiella syregeneratorn dök upp 1903; 1908 förkyldade Camerin Onnes från Nederländerna helium med flytande väte och expanderade det isenthalpiskt under adiabatiska förhållanden, vilket sänkte temperaturen till under 4,2K. Skaffa flytande helium; 1965 uppfann Sovjetunionens Neganov och andra ett utspädningskylskåp för att temperaturen ska nå 0,025K; sedan 1970-talet har människor använt demagnetisering kylteknik för att ytterligare minska utrustningen&# 39 s kyltemperatur.
Gasvätskning Gasvätska realiseras av vävnadsvätskeutrustningsutrustning baserat på kondensationscykeln. De viktigaste kondensationscyklerna är Linde-kondensationscykeln och Claude-kondensationscykeln.
Inde Linde Liquefaction Cycle: En cykel som använder strypningseffekten av en strypventil för att kondensera råmaterialgasen (Figur 1). Råmaterialgasen med normalt tryck pl och normal temperatur Ti komprimeras i kompressorn från tillstånd 1 till tillstånd 2 och motsvarande tryck är p2. Temperaturen reduceras till tillstånd 3 av värmeväxlaren, och sedan reduceras trycket av gasventilen och isoenthalpiexpansionen utförs till tillståndet. 4. Vid denna tidpunkt omvandlas en del av gasen till vätska och släpps ut från vätskebehållaren; en del av gasen som inte har flytande värms upp till tillstånd 1 i värmeväxlaren och bildar således en termisk cykel.
② Claude Liquefaction Cycle: En cykel som använder isentropisk expansion och isenthalpisk expansion i kombination med kylning för att kondensera råvarugasen (figur 2). Råmaterialgasen med normalt tryck pl och normal temperatur Ti komprimeras från tillstånd 1 till tillstånd 2 vid mellantemperaturen i kompressorn, motsvarande tryck är p2 och temperaturen reduceras till tillstånd 3 av värmeväxlaren El. Därefter delas gasen i två delar, en del av gasen fortsätter att passera genom värmeväxlarna E2 och E3 och kyls till tillstånd 4 och 5 och expanderas sedan till tillstånd 6 genom gasventilen. Vid denna tidpunkt blir en del av gasen till vätska och släpps ut från vätskebehållaren; den olösade delen av gasen värms upp igen till tillstånd 8 i värmeväxlaren E3 och smälter sedan samman med en annan del av gasen som expanderas till tillstånd 8 i expanderaren med medel entropi, och slutligen byts ut Värmare E2 och El värms upp igen till tillstånd 1, varigenom en termodynamisk cykel bildas. Andra kondensationscykler som utvecklats på grundval av detta, såsom strypning av kondensationscykler med ytterligare kylcykler (såsom förkylningscykler med ammoniak eller flytande kväve eller andra kalla källor) eller isentropisk expansionsvätskecykler, med externa kylcykler (såsom extern kvävekylning cykel) isentropisk expansionsvätskecykel, regenerativ gascylcykel (se kylcykel) och flerstegs isentropisk expansionsvätskecykel.
Ovanstående olika cykler är ideala cykler. I praktiska tillämpningar är kompressorns kompressionsprocess inte en isotermisk process, värmeväxlaren har otillräcklig uppvärmning och förlust av kall kapacitet på grund av yttre värmeintrång, och expanderaren har adiabatisk förlust och mekanisk förlust, så kompensation måste tas i själva kylprocessen. Åtgärder för att uppnå processens värmebalans.
Gasseparation De vanligt förekommande rågasseparationsprinciperna inkluderar djup kryogen upprätande, djup kryogen fraktionerad kondensation och djup kryogen adsorption. ① Djup- och lågtemperaturdestillation: först flyta råvarugasen och separera sedan komponenterna enligt de olika kondensations- (avdunstnings-) temperaturerna för varje komponent, med hjälp av principen för korrigering. Separationsprocessen genomförs i ett djupt kryogent likriktningstorn. Denna metod är lämplig för den råa gasen med liknande kondenseringstemperatur för de separerade komponenterna, såsom separering av syre och kväve från luften. ② Djup segregation vid låg temperatur: använd skillnaden i kondenseringstemperaturen för varje komponent i den råa gasen för att sänka temperaturen på den råa gasen i värmeväxlaren, flyt komponenterna en och en från hög till låg och separera vätskan i separator. Denna metod är lämplig för separering av rå gas, såsom koksugn, där kondenseringstemperaturen för de separerade komponenterna är långt borta. ③Djup- och lågtemperatursorption: Användningen av porösa fasta adsorbenter har egenskaper som selektiv adsorption för att adsorbera vissa föroreningskomponenter vid djupa och låga temperaturer för att erhålla rena produkter. Exempelvis används en molekylsiltsorberare för att adsorbera syre och kväve från rå argon vid flytande luft för att erhålla raffinerat argon.
Enligt processens behov används ibland en princip ensam och ibland används flera principer samtidigt.