기체의 액화

Liquefaction of gases
액체 질소

기체의 액화작용기체액체 상태로 물리적으로 변환하는 것이다(응축). 기체의 액화작용은 여러 가지 압축과 팽창을 이용하여 고압과 매우 낮은 온도를 달성하는 복잡한 과정으로, 예를 들어 터보팽창기를 사용한다.

사용하다

액화 과정은 과학, 산업, 상업적인 목적으로 사용된다. 많은 기체들은 단순한 냉각에 의해 정상적인 대기압에서 액체 상태로 들어갈 수 있다; 이산화탄소와 같은 몇몇 기체들도 가압을 필요로 한다. 액화작용은 기체 분자(분자간 힘)의 근본적 성질을 분석하거나, 예를 들어 LPG, 냉동공기조절 등에 기체를 저장하는 데 사용된다. 거기서 기화열이 방출되는 응축기에 가스가 액화되어 기화열이 흡수되는 증발기에서 기화된다. 암모니아는 최초의 냉매였으며, 산업용 냉장고에 여전히 널리 사용되고 있지만, 주거용과 상업용 응용에서 석유할로겐에서 파생된 화합물로 대체되어 왔다.

호흡곤란 환자를 위한 기체로 전환하기 위해 병원에 액체산소를 공급하고, 극저온 수술에는 액체질소를, 정액을 동결하기 위해 세정기가, 시료 보존을 위해 분야별·실험실 과학자가 사용한다. 액화 염소는 궁극적인 용액을 위해 물 속에서 운반되며, 그 후 정수, 산업 폐기물, 하수 및 수영장의 위생, 펄프와 직물의 표백, 탄소 테트라클로라이드, 글리콜 및 기타 수많은 유기 화합물 및 포스겐 가스 제조에 사용된다.

1913년 4헬륨 액화(He)를 함프슨-린데 사이클로 액화(Hampson-Linde cycle)하면 하이케 카멜링흐 온네스노벨상을 받게 된다. 주변 압력에서 액화 헬륨의 비등점은 4.22 K(-268.93 °C)이다. 2.17 K 액체 이하. 초유체(Nobel Prize 1978, 표트르 카피차)가 되어 2차 음향을 통한 열전도, 점성 제로, 분수 효과 등 특징적인 성질을 보인다.

공기의 액화작용은 극저온 공기 분리 장치에서 분수 증류에 의해 공기 성분을 분리함으로써 질소, 산소, 아르곤 및 기타 대기 중 고귀한 가스를 얻는 데 사용된다.

역사

액체 공기

린데의 과정

공기는 린데 공정에 의해 액화되는데, 공기는 압축, 냉각, 팽창되며, 팽창할 때마다 온도가 상당히 낮아진다. 온도가 낮을수록 분자는 더 느리게 움직이고 더 적은 공간을 차지하기 때문에 공기는 액체로 변한다.

클로드의 과정

기체가 두 개의 챔버에서 두 번 등신적으로 팽창할 수 있는 클로드의 공정에 의해서도 공기가 액화 될 수 있다. 팽창하는 동안, 가스는 팽창 터빈을 통해 유도되는 대로 작동해야 한다. 가스는 아직 액화되지 않았다. 터빈을 파괴할 것이기 때문이다. 상업용 공기 액화 발전소는 초임계 압력에서 공기를 팽창시킴으로써 이 문제를 우회한다.[1] 최종 액화작용은 열팽창밸브에서 이센탈피크 팽창에 의해 일어난다.

참고 항목

참조

  1. ^ Greenwood, Harold Cecil (1919). Industrial Gases. D. Van Nostrand. p. 87.

외부 링크