Първият търговски кислороден генератор се появява през 1903 г .; през 1908 г., Camerin Onnes от Холандия предварително охлажда хелия с течен водород и го разширява изоенталпично при адиабатни условия, намалявайки температурата до под 4.2K. Набавете течен хелий; през 1965 г. Неганов от Съветския съюз и други изобретяват хладилник за разреждане, за да накарат температурата да достигне 0,025К; от 70-те години на миналия век хората прилагат хладилна технология за размагнитване, за да намалят допълнително температурата на охлаждане на оборудването'
Втечняване на газ Втечняване на газ се осъществява чрез оборудване за втечняване на тъкани въз основа на цикъла на втечняване. Основните цикли на втечняване са цикълът на втечняване на Linde и цикълът на втечняване на Клод.
Cy Цикъл на втечняване на Linde: Цикъл, който използва дроселиращия ефект на дроселната клапа за втечняване на суровинния газ (Фигура 1). Газът-суровина с нормално налягане p1 и нормална температура T1 се компресира в компресора от състояние 1 до състояние 2 и съответното налягане е p2. Температурата се намалява до състояние 3 от топлообменника, след което налягането се намалява от дроселната клапа и разширяването на изоенталпията се извършва до състоянието. 4. По това време част от газа се превръща в течност и се изхвърля от резервоара за течност; част от газа, който не е втечнен, се претопля до състояние 1 в топлообменника, като по този начин се образува термичен цикъл.
Cy Цикъл на втечняване на Клод: Цикъл, който използва изентропно разширяване и изенталпично разширение, комбинирано с охлаждане за втечняване на суровинния газ (Фигура 2). Газът-суровина с нормално налягане р1 и нормална температура Т1 се компресира от състояние 1 до състояние 2 при междинната температура в компресора, съответното налягане е р2 и температурата се намалява до състояние 3 от топлообменника Е1. След това газът се разделя на две части, една част от газа продължава да преминава през топлообменниците Е2 и Е3 и се охлажда до състояния 4 и 5 и след това се разширява енталпия до състояние 6 през дроселната клапа. По това време част от газа се превръща в течност и се изхвърля от резервоара за течност; невтечнената част на газа се претопля до състояние 8 в топлообменника Е3 и след това се слива с друга част от газа, който се разширява до състояние 8 в разширителя със средна ентропия и накрая се заменя Нагревателите Е2 и Е1 се претоплят до състояние 1, като по този начин образува термодинамичен цикъл. Други цикли на втечняване, разработени на тази основа, като дроселиращи цикли на втечняване с допълнителни цикли на охлаждане (като цикли на предварително охлаждане с амоняк или течен азот или други студени източници) или изентропни цикли на втечняване с външно охлаждане (като външно охлаждане на азот) цикъл) изентропен разширителен цикъл на втечняване, цикъл на регенеративно газово охлаждане (вж. цикъл на охлаждане) и многостепенен цикъл на втечняване на изентропно разширяване
Горните различни цикли са идеални цикли. В практическите приложения обаче процесът на компресия на компресора не е изотермичен процес, топлообменникът има недостатъчно претопляне и загуба на студен капацитет поради външно проникване на топлина, а разширителят има адиабатни загуби и механични загуби, така че трябва да се вземе компенсация в реалния процес на охлаждане. Мерки за постигане на топлинния баланс на процеса.
Газоотделяне Често използваните принципи за разделяне на суров газ включват дълбока криогенна ректификация, дълбока криогенна фракционна кондензация и дълбока криогенна адсорбция. ① Дълбока и нискотемпературна дестилация: първо се втечнява суровинният газ и след това се разделят компонентите според различната температура на кондензация (изпаряване) на всеки компонент, като се използва принципът на ректификация. Процесът на разделяне се осъществява в дълбока криогенна ректификационна кула. Този метод е подходящ за суров газ с подобна температура на кондензация на отделените компоненти, като отделянето на кислород и азот от въздуха. ② Дълбока нискотемпературна сегрегация: използвайте разликата в температурата на кондензация на всеки компонент в суровия газ, за да намалите температурата на суровия газ в топлообменника, втечнете компонентите един по един от високи на ниски и отделете течността в сепаратор. Този метод е подходящ за отделяне на суров газ като коксовия газ, където температурата на кондензация на отделените компоненти е далеч. ③ Дълбока и нискотемпературна адсорбция: Използването на порести твърди адсорбенти има характеристиките на селективна адсорбция за адсорбиране на някои примесни компоненти при дълбоки и ниски температури за получаване на чисти продукти. Например, молекулярно сито адсорбер се използва за адсорбиране на кислород и азот от суров аргон при температура на течен въздух, за да се получи рафиниран аргон.
Според нуждите на процеса, понякога един принцип се използва самостоятелно, а понякога няколко принципа се използват едновременно.