深冷处理设备的发展历史

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。深冷处理设备的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。   自增压液氮罐
      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。  
      深冷处理设备的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。 
      深低温吸附是利用多孔性的固体吸附剂具有选择吸附的特性，在深低温下吸附某些杂质组分，以获得纯净的产品的方法。如利用分子筛吸附器在液态空气下从粗氩中吸附氧和氮，以获得精氩等。根据工艺的需要，有时单独使用一种原理，有时几种原理同时并用。自增压液氮罐