Cseppfolyósítás

Cseppfolyósítás egy olyan folyamat, amely során gázból folyadék képződik. A gáz hőmérsékletének alacsonyabbá tételével és gyakran nyomás növelésével érjük el a kondenzációt. A folyamat függ a gáz kritikus hőmérsékletétől és nyomásától, és általában hőcserélők, kompresszorok és expanziós elemek összhatásával valósul meg.

Az alapelv a hőelvonásán alapul: a gáz hőmérsékletét és nyomását a kívánt folyadékká válás felé viszik. Sok gáz különösen alacsony hőmérsékleten válik folyadékká; a Joule–Thomson effektus és a hűtőrendszerek kulcsfontosságúak a lehűlésben.

Gyakori eljárások közé tartozik a Linde-ciklus, a Claude-ciklus és cascádos rendszerek. Ezek a rendszerek a gázt előhűtik, majd expanzióval tovább hűtik, végül részben vagy teljesen cseppfolyósítják. Lehet levegő cseppfolyósítása vagy más, különböző hűtőközegek alkalmazása.

Alkalmazások: ipari gázok előállítása (nitrogén, oxigén, argon), levegő cseppfolyósítása, LNG-előállítás és -szállítás, kriogén hűtés különféle alkalmazásokban.

Kockázatok és kihívások: a művelet rendkívül alacsony hőmérsékleteket igényel, ezért speciális anyagok és biztonsági rendszerek szükségesek. Cryogén égési sérülések és hipoxia kockázata, valamint energiaigény és környezeti hatások fontos szempontok. A tárolás és szivárgás megelőzése érdekében szigorú protokollokra van szükség.

Történelem: az ipari cseppfolyósítás elődjei a 19. század végére nyúlnak vissza; Carl von Linde fejlesztette ki az első gyakorlatias Linde-ciklust, később Claude és cascádos megoldások bővítették a technikát.