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深冷空分流程发展

虽然深冷空分流程现在已经发展的很完善,但这种情况并没有持续很长时间。直到二十世纪,深冷空分技术才越来越为人所知,应用也越来越广泛。但这一切是如何发展的,我们将在本中详细介绍深冷空分流程发展历史。

深冷空分流程发展Cailletet
Cailletet液化了氮气

最早的深冷空分技术

深冷空分流程发展最早是什么时候,这一切可以追溯到1877年。这一年,Cailletet 和 Pictet 首次成功地液化了氮气。两位科学家使用不同的方法对这种低温气体进行了独立实验,其中 Cailletet 应用了焦耳-汤姆逊效应,Pictet 使用了级联方法。在用液氮进行实验后不久,其他气体也被液化了。科学家们于1889年首次成功使用液态氢,并于1908年首次成功使用液氦。

是深冷空分工业化发展

早期液化气的生产主要以科学实验为主,后来才开始大规模生产液化气。这种生产变得越重要、越容易,应用范围就越广。深冷空分设备的发展是低温气体生产的决定性时刻。1902年,卡尔·冯·林德建造了第一座氧气空分厂;1912年,随后出现了同时生产氧气和氮气的方法。在随后的几年里,气体的分离和生产变得越来越大规模、复杂和高效。在1900年代,越来越多的行业发现了深冷空分技术的潜力,涉及到许多行业。

  • 1911年,Kamerlingh-Onnes发现了超导现象。这一发现源于他对低温的实验。这对科学研究产生了重大影响。
  • 大约在1950年,冷冻保护剂首次被使用,它可以使细胞或组织保存更长的时间。
  • 1961年,Cooper 发现液氮可用于去除病变组织。这是医疗行业的突破。
  • 在航天工业中,液态氢和液态氧的混合物于1961年首次用于发射阿特拉斯半人马火箭。从那时起,低温气体在航天器的发射和测试中发挥了至关重要的作用。
  • 从1960年代初开始,食品行业就广为人知,液氮可以最佳地保持冷冻食品的质量。从那时起,这种冷却方法被越来越多地使用。
深冷空分流程发展

这些只是早期发明和低温应用的几个例子,深冷空分流程发展目前应用于无数行业,新的可能性和应用也在不断涌现。到2022年,液氮成为应用最广泛的低温气体。正如我们最近关于低温应用的博客所见,很大一部分应用都依赖于这种液态气体。此外,液化天然气的应用也很广泛,液氢的普及率也在迅速上升。这种可持续液体有可能成为未来的可持续能源载体。

深冷空分配套设施发展

深冷空分技术的应用自然需要低温系统和基础设施。传输管道、存储杜瓦瓶、运输工具和质量的不断提升,使得深冷空分技术发展越来越快。随着时间的推移,基础设施也变得越来越复杂。材料变得越来越坚固,绝缘性也在不断提高,高水平的工程确保液态气体以最佳方式保持其状态。

深冷空分MLI
MLI技术

詹姆斯·杜瓦 (James Dewar) 是一位以对低温基础设施的发展做出贡献而闻名的物理学家。1892年,杜瓦研制出低温储存容器,命名为杜瓦瓶。然而,杜瓦不仅是著名杜瓦瓶的发明者,他也是最早使用真空绝缘的科学家之一。他确信这种方法具有很强的绝缘价值,因此将其用于杜瓦瓶的设计中。到1950年开发了多层隔热MLI技术,此后在许多低温系统中与真空隔热相结合。

国内深冷空分流程发展

我国直至20世纪50年代末期才开始小批量试制小型深冷空分设备。尽管中国发展较晚,但从1986年左右开始,通过空分装置的自主创新,赶上了国际发展步伐。从那时起,采用分子筛净化和分布式控制系统 (DCS) 的空气增压和高压气体膨胀工艺被开发和应用。

1996年随着规整填料塔(SPC)的应用取得了重大进展,这已成为当今最常用的设施。进入21世纪以来,液氧(LO 2)泵内压缩工艺开始广泛应用,以取代传统的气态O 2压缩机在室温下以增加高压 O 2的产生。

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