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Der Gasverflüssigungs-Kaskadenprozess

1877
  • Raoul Pictet
  • Louis Paul Cailletet
Historisches Labor, in dem das Gasverflüssigungskaskadenverfahren mit alten kryogenen Geräten gezeigt wird.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

This gas liquefaction process, pioneered by Raoul Pictet, liquefies a gas by using a series of other gases with progressively lower boiling points. The first gas is liquefied by Druck at ambient temperature. Its evaporation is then used to cool and liquefy a second, more volatile gas, which in turn is used to cool and liquefy the target gas, creating a ‘cascade’ of cooling stages.

Der Apparat von Raoul Pictet aus dem Jahr 1877 war eine bahnbrechende Errungenschaft. Er verwendete Schwefeldioxid (SO2), das sich unter Druck bei -10 °C verflüssigt, als erste Stufe. Indem er das flüssige SO2 verdampfen ließ, kühlte er Kohlendioxid (CO2) unter seine kritische Temperatur ab, so dass es sich verflüssigen konnte. Das verdampfende flüssige CO2, das bei -78 °C siedet, lieferte dann die intensive Kälte, die erforderlich war, um Sauerstoffgas unter seine kritische Temperatur (-118 °C) zu kühlen. Indem er dieses kalte Sauerstoffgas einem sehr hohen Druck aussetzte, erzeugte Pictet die ersten sichtbaren Tröpfchen aus flüssigem Sauerstoff. Louis Paul Cailletet gelang ein ähnliches Ergebnis zur gleichen Zeit unabhängig voneinander mit einer anderen Methode. Die Kaskadenmethode ist thermodynamisch effizient, aber komplex, da sie mehrere Kältekreisläufe mit unterschiedlichen Kältemitteln erfordert. Sie war ein entscheidender Schritt vor der Entwicklung integrierterer Systeme wie dem Hampson-Linde-Kreislauf, und ihre Grundsätze werden auch heute noch in modernen mehrstufigen Kältekreisläufen angewandt, insbesondere bei der großtechnischen LNG-Produktion.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Thermodynamik

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung der kritischen Temperaturen (Thomas Andrews)
  • Michael Faradays Arbeiten zur Verflüssigung von Gasen wie Chlor und Ammoniak
  • Verständnis der latenten Verdampfungswärme
  • Entwicklung mechanischer Kompressoren und Pumpen

Anwendungen

  • Verflüssigung von Erdgas (LNG) in Großanlagen
  • frühe Verflüssigung von Sauerstoff und Stickstoff
  • wissenschaftliche Forschung, die mehrere kryogene Temperaturstufen erfordert
  • industrielle Gastrennprozesse
  • mehrstufige Kälteanlagen

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

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Verwandt mit: Kaskadenprozess, Verflüssigung, Raoul Pictet, Kryogenik, Kühlkreislauf, Siedepunkt, Sauerstoff, Phasenwechsel, mehrstufige Kühlung, Thermodynamik.

Historischer Kontext

Der Gasverflüssigungs-Kaskadenprozess

1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1868
1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883
1884

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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