Het vloeiende zuurstof, stikstof en helium vereist het afkoelen van ze tot extreem lage temperaturen. Dit wordt bereikt door een proces genaamd cryogene destillatie . Hier is een vereenvoudigde uitsplitsing:

1. Compressie en koeling:

* Comprimeer het gas: Het gas wordt gecomprimeerd tot een hoge druk, wat de temperatuur verhoogt.

* Koel het gecomprimeerde gas: Het gecomprimeerde gas wordt vervolgens afgekoeld met behulp van een reeks warmtewisselaars. Dit kan worden gedaan met behulp van een koelsysteem of door het Joule-Thomson-effect te exploiteren (waar het gas afkoelt naarmate het uitbreidt).

2. Cryogene destillatie:

* fractionele destillatie: Het gekoelde, gecomprimeerde gas wordt door een hoge kolom geleid, een fractionele destillatiekolom.

* Temperatuurgradiënt: De kolom is ontworpen om een ​​temperatuurgradiënt te hebben, waarbij de bovenkant de koudste is en de bodem het warmste is.

* scheiding: Terwijl het gas de kolom omhoog beweegt, koelt het verder. De componenten met de hoogste kookpunten (zuurstof, vervolgens stikstof) condenseren op verschillende niveaus in de kolom, terwijl de laagste kookpuntcomponent (helium) gasvormig blijft.

* Collectie: De vloeibare zuurstof en stikstof worden verzameld op hun respectieve condensatiepunten en het gasvormige helium wordt verzameld aan de bovenkant van de kolom.

Specifieke temperaturen:

* zuurstof: -183 ° C (-297 ° F)

* stikstof: -196 ° C (-321 ° F)

* helium: -269 ° C (-452 ° F)

Belangrijke overwegingen:

* Hoge druk: Het handhaven van hoge druk tijdens het hele proces is cruciaal voor succesvolle vloeibaarheid.

* Efficiënte isolatie: Het hele systeem moet extreem goed geïsoleerd zijn om te voorkomen dat warmteoverdracht uit de omgeving, waardoor de vloeibaar gassen kunnen kookt.

* Veiligheid: Liquefied gassen zijn zeer vluchtig en vereisen gespecialiseerde behandeling en opslag om explosies of verstikking te voorkomen.

Commerciële toepassingen:

Cryogene destillatie wordt veel gebruikt in de volgende industrieën:

* Medical: Vloeibare zuurstof wordt gebruikt voor medische doeleinden, zoals in ziekenhuizen en zuurstoftherapie thuis.

* industrieel: Vloeibare stikstof wordt gebruikt voor het bevriezen, cryogene slijpen en andere industriële processen.

* Wetenschappelijk onderzoek: Vloeibaar helium is cruciaal voor supergeleidingonderzoek, MRI -beeldvorming en andere wetenschappelijke experimenten.

Het is belangrijk op te merken dat dit een vereenvoudigde verklaring is. Het feitelijke proces van vloeibaar maken van deze gassen omvat complexe engineering en geavanceerde apparatuur.