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El proceso Claude para la licuefacción

1902
  • Georges Claude
Planta de licuefacción de gas que utiliza el proceso Claude para aplicaciones industriales.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El proceso Claude mejora el Ciclo Hampson-Linde by incorporating an expansion engine or turbine. A portion of the compressed gas does work in an expander, causing a much larger temperature drop (nearly isentropic expansion) than Joule-Thomson expansion alone. This provides more efficient cooling, making it the dominant method for large-scale gas liquefaction and separation today.

Georges Claude reconoció la ineficiencia termodinámica de depender únicamente de la isoentálpica. Efecto Joule-Thomson. He reasoned that making the gas perform external work during expansion would extract more energy and thus produce a greater cooling effect. In his system, the main stream of high-pressure gas is split. One part goes to an expansion engine, where it cools significantly while producing work. This extremely cold gas is then used to pre-cool the other part of the high-pressure stream in a heat exchanger. This second stream then undergoes a final Joule-Thomson expansion to produce the liquid. By combining the bulk cooling from the expander with the final-stage liquefaction from the J-T valve, the Claude cycle achieves higher efficiency and can operate at lower initial pressures than the Linde cycle. The work produced by the expander can also be recovered to help power the initial compressor, further improving overall efficiency. This principle is fundamental to virtually all modern large-scale cryogenic plants.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinámica

Tipo

Ciclo termodinámico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Hampson-Linde Cycle
  • ciclo de Brayton (termodinámica base para el motor de expansión)
  • Efecto Joule-Thomson
  • Desarrollo de motores y turbinas de expansión de alta velocidad fiables

Aplicaciones

  • industria a gran escala separación de aire unidades (ASU)
  • producción de nitrógeno líquido, oxígeno y argón
  • plantas de licuefacción de helio e hidrógeno
  • liquefied natural gas (LNG) production
  • turboexpansores en el procesamiento de gas natural

Patentes:

  • FR324949A

Ideas para posibles innovaciones

  • turboexpansores para generación de energía geotérmica
  • criogénico captura de carbono technologies using the claude cycle principle
  • Ciclos integrados de licuefacción y generación de energía para instalaciones de GNL
  • crioenfriadores de ciclo Brayton cerrado para aplicaciones espaciales
  • Licuadores de hidrógeno avanzados para estaciones de servicio y transporte
  • Licuefactores de helio de alta eficiencia y pequeña escala para imanes de resonancia magnética
  • Sistemas de almacenamiento de energía criogénica que utilizan los principios del ciclo de Claude
  • Unidades de separación de aire alimentadas por fuentes de energía renovables
  • Procesos de GNL de próxima generación con cascada de fluidos mixtos y ciclos Claude
  • Plantas móviles de nitrógeno para el mantenimiento de pozos de petróleo y gas
Related to: Claude process, expansion engine, liquefaction, criogenia, air separation, Georges Claude, isentropic expansion, thermodynamics, efficiency, LNG.

Contexto histórico

El proceso Claude para la licuefacción

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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