深低温设备简介

   产生和维持深低温，使原料气液化或分离并提纯其组分的设备，又称深度冷冻处理设备。深低温是指远低于普通制冷工程所达到和应用的温度，其范围一般为120K到接近****零度。深低温设备的用途很广。例如，氧液化设备和氢液化设备能生产液氧和液氢，作为火箭的推进剂；氦液化设备可生产液氦，用于研究超导材料、超导电技术、空间技术等。又如用天然气分离设备将原料气分离，可生产乙烷、乙烯等轻烃化工原料；空气分离设备可生产氧气和氮气，供冶炼钢铁、制造合成氨等之用。20世纪70～80年代，空气分离设备在煤的气化、污水处理、纸浆漂白、石油蛋白的发酵和集成电路板生产等新领域得到了应用和推广。   

    在地球上不存在天然的深低温环境和深低温物质，必须利用深低温设备方能获得这样的低温。1877年，法国的L.P.凯泰和瑞士的R.皮克特分别用实验室的制冷设备,达到了90.2K以下的深低温、获得雾状液态氧。1893年，英国的J.杜瓦在深低温液化气体的贮器方面首先制成真空瓶，被称为杜瓦瓶。1895年,德国的C.von林德应用焦耳-汤姆森等焓节流效应,以压缩机、管式换热器和节流阀组成原始深低温设备，并用它液化空气，使温度达到80.9K。1898年,杜瓦在林德工作基础上,用液态空气预冷氢气，再经节流阀等焓膨胀,将温度降到20.4K以下而获得液氢。1902年，法国的G.克劳德在林德液化设备基础上加上活塞式膨胀机，以等熵膨胀制冷方法为主也制成液化空气的设备。1903年出现了****台商品制氧机。1908年,荷兰的H.卡默林-昂内斯用同样原理将液氢预冷氦气,并在绝热条件下等焓膨胀,将温度降到4.2K以下而获得液氦。1965年，苏联的β.С.涅加诺夫等人发明稀释制冷机，使温度达到0.025K。70年代以来，人们应用退磁制冷技术使设备的致冷温度进一步降低。   

    深低温精馏是先将原料气液化，然后再按各组分冷凝(蒸发)温度的不同，应用精馏原理分离出各组分，分离过程是在深低温精馏塔中实现的。这种方法适用于被分离组分冷凝温度相近的原料气，如从空气中分离氧和氮。  

    深低温分凝是利用原料气中各组分冷凝温度的差异，在换热器中降低原料气的温度，由高到低逐个组分进行液化，并在分离器中将液体分离。这种方法适用于被分离组分的冷凝温度相距较远的原料气，如焦炉气的分离。