1. Compresión y enfriamiento:
* Comprime el gas: El gas se comprime a una alta presión, lo que aumenta su temperatura.
* Enfríe el gas comprimido: El gas comprimido se enfría luego utilizando una serie de intercambiadores de calor. Esto se puede hacer utilizando un sistema de refrigeración o explotando el efecto Joule-Thomson (donde el gas se enfría a medida que se expande).
2. Destilación criogénica:
* destilación fraccional: El gas refrigerado y comprimido se pasa a través de una columna alta llamada columna de destilación fraccional.
* Gradiente de temperatura: La columna está diseñada para tener un gradiente de temperatura, siendo la parte superior la más fría y la parte inferior la más cálida.
* Separación: A medida que el gas sube por la columna, se enfría aún más. Los componentes con los puntos de ebullición más altos (oxígeno, luego nitrógeno) se condensan en diferentes niveles en la columna, mientras que el componente de punto de ebullición más bajo (helio) permanece gaseoso.
* colección: El oxígeno y el nitrógeno líquidos se recogen en sus respectivos puntos de condensación, y el helio gaseoso se recoge en la parte superior de la columna.
Temperaturas específicas:
* oxígeno: -183 ° C (-297 ° F)
* nitrógeno: -196 ° C (-321 ° F)
* helio: -269 ° C (-452 ° F)
Consideraciones importantes:
* Alta presión: Mantener alta presión durante todo el proceso es crucial para una licuefacción exitosa.
* aislamiento eficiente: Todo el sistema debe estar extremadamente bien aislado para evitar la transferencia de calor de los alrededores, lo que podría hacer que los gases licuados hervan.
* Seguridad: Los gases licuados son altamente volátiles y requieren manejo y almacenamiento especializados para evitar explosiones o asfixia.
Aplicaciones comerciales:
La destilación criogénica se usa ampliamente en las siguientes industrias:
* Médico: El oxígeno líquido se usa para fines médicos, como en hospitales y oxigenatorapia en el hogar.
* Industrial: El nitrógeno líquido se usa para congelar, molienda criogénica y otros procesos industriales.
* Investigación científica: El helio líquido es crucial para la investigación de superconductividad, las imágenes de resonancia magnética y otros experimentos científicos.
Es importante tener en cuenta que esta es una explicación simplificada. El proceso real de licuar estos gases implica ingeniería compleja y equipos sofisticados.
