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O Processo Claude para Liquefação

1902
  • Georges Claude
Gas liquefaction plant utilizing the Claude process for industrial applications.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O processo Claude aprimora o Hampson-Linde cycle incorporando um motor ou turbina de expansão. Uma porção do gás comprimido realiza trabalho em um expansor, causando uma queda de temperatura muito maior (expansão quase isentrópica) do que Joule-Thomson expansão por si só. Isso proporciona um resfriamento mais eficiente, tornando-se o dominante. método para liquefação e separação de gás em larga escala atualmente.

Georges Claude recognized the thermodynamic inefficiency of relying solely on the isenthalpic Joule-Thomson effect. 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
Termodinâmica

Tipo

Ciclo Termodinâmico

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Ciclo Hampson-Linde
  • Ciclo de Brayton (base termodinâmica para o motor de expansão)
  • Efeito Joule-Thomson
  • Desenvolvimento de motores e turbinas de expansão de alta velocidade confiáveis

Aplicações

  • large-scale industrial air separation units (ASUs)
  • production of liquid nitrogen, oxygen, and argon
  • usinas de liquefação de hélio e hidrogênio
  • produção de gás natural liquefeito (GNL)
  • turboexpansores no processamento de gás natural

Patentes:

  • FR324949A

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: processo Claude, motor de expansão, liquefação, criogenia, separação de ar, Georges Claude, expansão isentrópica, termodinâmica, eficiência, GNL.

Contexto histórico

O Processo Claude para Liquefação

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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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