वायूंचे द्रवीकरण कसे करावे? द्रवीभूत वायूचे उत्पादन आणि वापर. लिक्विफाइड नॅचरल गॅस (एलएनजी) म्हणजे काय?

वायूंचे द्रवीकरण

वायूंचे द्रवीकरणवायू द्रव स्थितीत स्थानांतरित करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या अनेक टप्प्यांचा समावेश आहे. या प्रक्रियांचा वापर वैज्ञानिक, औद्योगिक आणि व्यावसायिक कारणांसाठी केला जातो. सर्व वायू सामान्य वातावरणाच्या दाबावर साध्या थंड करून द्रव अवस्थेत कमी करता येतात. तथापि, काही वायूंसाठी, विशिष्ट दाब वाढणे पुरेसे आहे (कार्बन डायऑक्साइड, प्रोपेन, अमोनिया). इतर (ऑक्सिजन, हायड्रोजन, आर्गॉन इ.) संकुचित अवस्थेत सिलेंडरमध्ये असतात. वस्तुस्थिती अशी आहे की गॅस कोणत्याही वेळी द्रवीकृत केला जाऊ शकत नाही उच्च दाबतथाकथित गंभीर तापमानाच्या वर. खोलीच्या तपमानापेक्षा गंभीर तापमान असलेले वायू (अमोनिया, सल्फर डायऑक्साइड, कार्बन डायऑक्साइड, इ.) प्रथम द्रवीकृत केले गेले आणि दाब वाढणे पुरेसे होते. अधिक तपशिलांसाठी, पहा: फॅराडे ट्यूबचे प्रयोग (द्रवीकृत वायू मिळवणे) रसायनशास्त्र आणि रसायनशास्त्रज्ञ क्र. 3 2012 द्रवीकरणाचा वापर गॅस रेणूंच्या मूलभूत गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी (उदाहरणार्थ, परस्परसंवादाच्या आंतरआण्विक शक्ती), वायू संचयित करण्यासाठी केला जातो. वायूंचे द्रवीकरण विशेष कंडेन्सरमध्ये केले जाते, जे बाष्पीभवनाची उष्णता शोषून घेतात आणि बाष्पीभवनात वायूच्या अवस्थेत रूपांतरित होतात, जेथे वाष्पीकरणाची उष्णता सोडली जाते.

गॅस द्रवीकरणाचा भौतिक आधार

वायू अवस्थेत "सामान्य स्थलीय परिस्थितीत" असलेल्या पदार्थांसह सर्व पदार्थ तीन मुख्य अवस्थांमध्ये असू शकतात - द्रव, घन आणि वायू. प्रत्येक पदार्थ त्याच्या फेज आकृतीनुसार वागतो, सामान्य फॉर्मजे सर्व पदार्थांसाठी समान आहे. या आकृतीनुसार, वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी, एकतर तापमानात घट, किंवा दाब वाढणे किंवा या दोन्ही पॅरामीटर्समध्ये बदल आवश्यक आहे.

वायूंचे द्रवीकरण ही एक जटिल प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये विस्तारकांचा वापर करून, उच्च दाब आणि कमी तापमान मिळविण्यासाठी गॅसचे अनेक कॉम्प्रेशन आणि विस्तार यांचा समावेश होतो.

द्रवीभूत वायूंचा वापर

विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010

इतर शब्दकोशांमध्ये "वायूंचे द्रवीकरण" काय आहे ते पहा:

जेव्हा ते गंभीर पातळीच्या खाली थंड केले जातात तेव्हा ते तयार केले जातात ... भौतिक विश्वकोश

आधुनिक विश्वकोश

एखाद्या पदार्थाच्या संपृक्ततेच्या तापमानाच्या खाली दिलेल्या दाबाने थंड केल्यावर त्याचे वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण. कमी गंभीर तापमानासह वायूंचे द्रवीकरण करण्यासाठी (O2 साठी 154.2 K, N2 साठी 126.2 K, H2 साठी 33 K, He साठी 5.3 K), क्रायोजेनिक ... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

वायूंचे द्रवीकरण- वायूंचे द्रवीकरण, जेव्हा पदार्थ त्याच्या संपृक्ततेच्या तपमानाच्या खाली थंड केला जातो तेव्हा वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण (दिलेल्या दाबावर गंभीर तापमान). कमी गंभीर तापमानासह द्रवीकरण वायूंसाठी (नायट्रोजनसाठी 126.2 K; ... साठी 154.2 K इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

गॅसचे द्रवीकरण- (पहा) च्या मदतीने वायूंचे द्रव अवस्थेत (पहा) खाली (पहा) रूपांतर करण्याची प्रक्रिया; कंप्रेसर आणि विस्तारकांमध्ये चालते ... ग्रेट पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

वायू द्रवीकरण- - विषय तेल आणि वायू उद्योग EN वायूंचे द्रवीकरण ... तांत्रिक अनुवादकाचे हँडबुक

पदार्थाचे वायू अवस्थेतून द्रव अवस्थेत संक्रमण. हे वर्ष त्यांना गंभीर तापमानाच्या खाली थंड करून (गंभीर तापमान पहा) (Tk) आणि त्यानंतरचे कंडेन्सेशन बाष्पीकरणाची उष्णता (कंडेन्सेशन) काढून टाकल्यामुळे साध्य केले जाते. ... ... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत va मध्ये स्थानांतरीत करा. गंभीर तापमानापेक्षा कमी दरानेच S.g. शक्य आहे. उद्योगात गंभीर सह एस.जी. सभोवतालच्या तापमानापेक्षा (व्यावहारिकपणे 50 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त) थवा तापमान वायूला ... मध्ये संकुचित करून चालते. मोठा विश्वकोशीय पॉलिटेक्निक शब्दकोश

तापमान कमी करून आणि (किंवा) दाब वाढवून वायू स्थितीतून द्रव अवस्थेत पदार्थाचे हस्तांतरण. केवळ गंभीरपेक्षा कमी तापमानातच शक्य आहे. कमी गंभीर तापमानासह वायूंचे द्रवीकरण करण्यासाठी (O2 साठी 154.2 K, N2 साठी 126.2 K, 33 K ... विश्वकोशीय शब्दकोश

वायू द्रवीकरण- dujų skystinimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Slegiamų ir šaldomų dujų vertimas skysčiu. atitikmenys: engl. गॅस लिक्विडेशन; गॅस द्रवीकरण इंजी. गॅस द्रवीकरण; वायू द्रवीकरण... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

द्रवपदार्थ फक्त गंभीर तापमानापेक्षा कमी तापमानातच अस्तित्वात असू शकतात. म्हणून, गॅसचे द्रवीकरण करण्यासाठी, ते प्रथम गंभीर तापमानाच्या खाली थंड केले पाहिजे आणि नंतर कॉम्प्रेशनच्या अधीन केले पाहिजे. कोष्टक XIII वरून पाहिल्याप्रमाणे, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, हायड्रोजन आणि विशेषत: हेलियम यांसारख्या वायूंना द्रवीकरण करण्यासाठी अत्यंत कमी तापमानाची आवश्यकता असते.

टेबल XIII (स्कॅन पहा) काही वायूंसाठी गंभीर आणि उकळत्या बिंदू (वातावरणाच्या दाबावर)

वायू द्रवीकरण करण्याच्या पहिल्या औद्योगिक पद्धतींपैकी एक (लिंडे पद्धत, 1895) जौल-थॉमसन प्रभाव वापरला.

लिंडे मशीनची योजना आकृती 6.21 मध्ये दर्शविली आहे. कंप्रेसर K द्वारे संकुचित केले जाते आणि परिणामी, काहीसे गरम होते, गॅस रेफ्रिजरेटर X मधून जातो, जिथे तो उष्णता देतो वाहते पाणीआणि मूळ तापमानाला थंड केले. वायू नंतर कॉइलमधून थ्रॉटल व्हॉल्व्ह (कॉक) मध्ये जातो आणि एका वातावरणात सुमारे शेकडो वायुमंडलांच्या दाब ड्रॉपसह रिसीव्हर B मध्ये विस्तारतो. प्लांट सुरू झाल्यानंतर लगेच, तापमानातील घट गॅस द्रवीकरण करण्यासाठी पुरेशी नसते. किंचित थंड झालेला वायू कॉइलद्वारे कॉम्प्रेसरकडे परत पाठविला जातो. दोन्ही कॉइल काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजरमध्ये जवळच्या थर्मल संपर्कात असतात (सामान्यतः एक कॉइल दुसऱ्यामध्ये घातली जाते). कमी तापमानामुळे येणारा वायू प्रवाह थंड होतो. अर्थात, दुस-या चक्रात, वायू पेक्षा कमी तापमानात झडप A कडे जाईल

हे त्याच्या पहिल्या पॅसेज दरम्यान होते आणि थ्रोटल केल्यानंतर तापमान आणखी कमी होईल. प्रत्येक चक्रासह, थ्रॉटलिंग आणि उष्मा एक्सचेंजरच्या क्रियेच्या परिणामी, गॅसचे तापमान अधिकाधिक कमी होईल आणि अखेरीस इतके कमी होईल की गॅसचा काही भाग, विस्तारानंतर, द्रव बनतो आणि रिसीव्हर बी मध्ये जमा होतो. , जिथून द्रव झडपाद्वारे देवर पात्रात टाकला जाऊ शकतो

काउंटरकरंट हीट एक्स्चेंजचे वर्णन केलेले तत्त्व सर्व मशीन्समध्ये द्रवीकरण वायूंसाठी वापरले जाते, जरी अशा उष्मा एक्सचेंजर्सची रचना अत्यंत वैविध्यपूर्ण असू शकते.

दुसरा औद्योगिक पद्धतवायूंचे द्रवीकरण (क्लॉडची पद्धत, 1902) गॅसच्या अतिरिक्त कूलिंगवर आधारित आहे जेव्हा ते कार्य करते. व्हॉल्व्ह (चित्र 6.21) नंतर संकुचित वायू पिस्टन मशीन (विस्तारक) कडे पाठविला जातो, जिथे तो, विस्तारित, रेणूंच्या गतिज उर्जेमुळे पिस्टन हलविण्याचे काम करतो (विस्तारक आकृतीमध्ये दर्शवलेले नाही. ). परिणामी, गॅसचे तापमान कमी करण्याचा प्रभाव लिंडे मशीनच्या तुलनेत अधिक लक्षणीय बनतो. ही पद्धत सोव्हिएत शास्त्रज्ञ पी.एल. कपित्सा (1934) यांनी सुधारली होती, ज्यांनी पिस्टन विस्तारक ऐवजी थंड वायू (विस्तारक रोटर) द्वारे चालविलेल्या लहान टर्बाइन (टर्बो विस्तारक) चा वापर केला. लहान आकार, आणि त्याचे वजन फक्त शेकडो ग्रॅममध्ये मोजले जाते).

सध्या, वायूंच्या द्रवीकरणासाठी, बहुतेक प्रकरणांमध्ये, विस्तारकांमध्ये विस्तारासह मशीन वापरली जातात. टर्बो विस्तारकांसह मशीनमध्ये प्री-कूलिंगसाठी हेलियम द्रवीकरण करताना, हायड्रोजनऐवजी नायट्रोजनचा वापर केला जातो, ज्यामुळे डिव्हाइसची उत्पादकता आणि आर्थिक कार्यक्षमता लक्षणीय वाढते. याव्यतिरिक्त, समान उत्पादनक्षमतेसह, टर्बो-विस्तारक असलेली मशीन लिंडे योजनेनुसार कार्यरत मशीनपेक्षा कित्येक पटीने लहान आहेत.

द्रवरूप नैसर्गिक वायू किंवा संक्षिप्त एलएनजी, त्याला ऊर्जा उद्योगात कॉल करण्याची प्रथा आहे (इंग्रजी resp. द्रवीकृत नैसर्गिक वायू, abbr एलएनजी) हा सामान्य नैसर्गिक वायू आहे जो -162 डिग्री सेल्सियस पर्यंत थंड केला जातो (तथाकथित द्रवीकरण तापमान) द्रव स्वरूपात साठवण आणि वाहतुकीसाठी. द्रवीभूत वायू उकळत्या बिंदूवर साठवले जाते, जे मुळे राखले जाते एलएनजी बाष्पीभवन. एलएनजी साठवण्याची ही पद्धत या वस्तुस्थितीमुळे आहे मिथेन, एलएनजीचा मुख्य घटक, गंभीर तापमान -83°C आहे, जे सभोवतालच्या तापमानापेक्षा खूपच कमी आहे, आणि उच्च दाबाच्या टाक्यांमध्ये द्रवीभूत नैसर्गिक वायू साठवणे शक्य होत नाही (संदर्भासाठी: इथेनसाठी गंभीर तापमान +32°C आहे. प्रोपेन +97°C). वापरासाठी, एलएनजी हवेच्या उपस्थितीशिवाय त्याच्या मूळ स्थितीत बाष्पीभवन केले जाते. येथे ( वायूचे मूळ बाष्प स्थितीत परत येणे) एक घन मीटर पासून द्रवीभूत वायूसुमारे 600 घनमीटर पारंपारिक नैसर्गिक वायू तयार होतो.

एलपीजी तापमान

अत्यंत कमी तापमानएलएनजी बनवते क्रायोजेनिक द्रव. सामान्य नियमानुसार, -100°C (-48°F) किंवा त्याहूनही कमी तापमान असलेले पदार्थ मानले जातात. क्रायोजेनिकआणि प्रक्रियेसाठी विशेष तंत्रज्ञान आवश्यक आहे. तुलनेसाठी, पृथ्वीवरील सर्वात कमी नोंदवलेले तापमान -89.2°C (अंटार्क्टिक), आणि वस्तीमध्ये -77.8°C (ओम्याकोन गाव, याकुतिया). द्रवीभूत नैसर्गिक वायूचे क्रायोजेनिक तापमान म्हणजे एलएनजीशी संपर्क साधल्याने संपर्क साधणाऱ्या पदार्थांचे गुणधर्म बदलू शकतात, जे नंतर ठिसूळ होतील आणि त्यांची शक्ती आणि कार्यक्षमता गमावतील. म्हणून, एलएनजी उद्योगात विशेष तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो.

एलएनजीची रासायनिक रचना

कच्चे तेल आणि नैसर्गिक वायू हे जीवाश्म इंधन म्हणून ओळखले जातात "हायड्रोकार्बन्स"कारण त्यात कार्बन आणि हायड्रोजन अणूंचे रासायनिक संयोग असतात. नैसर्गिक वायूची रासायनिक रचना गॅसची निर्मिती आणि प्रक्रिया कोठे केली जाते यावर अवलंबून असते. द्रवीकृत नैसर्गिक वायूप्रतिनिधित्व करते मिश्रणमिथेन, इथेन, प्रोपेन आणि ब्युटेन कमी प्रमाणात जड हायड्रोकार्बन्स आणि काही अशुद्धता, विशेषत: नायट्रोजन आणि सल्फर कॉम्प्लेक्स, पाणी, कार्बन डायऑक्साइड आणि हायड्रोजन सल्फाइड, जे फीड गॅसमध्ये असू शकतात, परंतु त्यापूर्वी काढून टाकणे आवश्यक आहे. मिथेनहा सर्वात महत्वाचा घटक आहे, सहसा, जरी नेहमीच नाही, तर व्हॉल्यूमनुसार 85% पेक्षा जास्त.

एलपीजी घनता

एलएनजी हे मिश्रण असल्याने, द्रवीकृत नैसर्गिक वायू घनतात्याच्या वास्तविक रचनेसह किंचित बदलते. द्रवीभूत नैसर्गिक वायूची घनता, एक नियम म्हणून, प्रति 430-470 किलोग्रॅमच्या श्रेणीत आहे घनमीटर, आणि त्याची मात्रा वायुमंडलीय परिस्थितीत वायूच्या आकारमानाच्या अंदाजे 1/600 आहे. यामुळे ते हवेपेक्षा एक तृतीयांश हलके होते. या वस्तुस्थितीचा आणखी एक परिणाम असा आहे की एलएनजीची घनता पाण्यापेक्षा कमी असते, ज्यामुळे ते गळती झाल्यास पृष्ठभागावर तरंगते आणि त्वरीत वाफेवर परत येते.

एलएनजीचे इतर गुणधर्म

द्रवीभूत नैसर्गिक वायू गंधहीन, रंगहीन, संक्षारक, ज्वलनशील आणि विषारी नसतो. एलएनजी अति-कमी तापमानात वातावरणाच्या दाबावर (उच्च दाब नसतो) साठवले जाते आणि वाहून नेले जाते. पर्यावरणाच्या संपर्कात आल्यावर, LNG त्वरीत बाष्पीभवन होते, ज्यामुळे पाणी किंवा मातीवर कोणतेही चिन्ह राहत नाहीत.

त्याच्या द्रव स्वरूपद्रवीभूत नैसर्गिक वायूमध्ये स्फोट किंवा प्रज्वलन करण्याची क्षमता नसते. येथे बाष्पीभवननैसर्गिक वायू ज्वलन स्त्रोताच्या संपर्कात आल्यास आणि हवेतील बाष्पाचे प्रमाण 5 ते 15 टक्के असल्यास ते पेटू शकते. जर वायू वाष्प एकाग्रता 5 टक्क्यांपेक्षा कमी असेल, तर आग लागण्यासाठी पुरेशी वाफ नाही आणि जर 15 टक्क्यांपेक्षा जास्त असेल तर वातावरणऑक्सिजनची कमतरता असेल.

एलएनजीचे फायदे

1. गॅसची घनता शेकडो वेळा वाढते, ज्यामुळे स्टोरेजची कार्यक्षमता आणि सुविधा वाढते, तसेच वाहतूक आणि उर्जेचा वापर होतो.
2. द्रवीभूत नैसर्गिक वायू - गैर-विषारी क्रायोजेनिक द्रव, जे -162 डिग्री सेल्सिअस तापमानात उष्णता-इन्सुलेटेड कंटेनरमध्ये साठवले जाते. एलएनजीचे मोठे प्रमाण वातावरणाच्या दाबावर साठवले जाऊ शकते.
3. विशेष वाहनांद्वारे एलएनजीची आंतरखंडीय वाहतूक, तसेच रेल्वेद्वारे वाहतूक आणि कार दृश्येटाक्यांमध्ये वाहतूक.
4. लिक्विफाइड नैसर्गिक वायूमुळे महागड्या पाइपलाइन सिस्टिमचे बांधकाम टाळून थेट ग्राहकांसाठी एलएनजी रिझर्व्ह तयार करून मुख्य पाइपलाइनपासून दूर अंतरावरील सुविधांचे गॅसिफिकेशन करणे शक्य होते.

ग्राहकांच्या दृष्टिकोनातून, त्यावर आधारित द्रवीकृत नैसर्गिक वायूचे फायदे हे देखील समाविष्ट करतात की एलएनजी हा केवळ गॅस पाइपलाइनद्वारे वाहून नेल्या जाणार्‍या वायूचा स्त्रोत नाही तर त्याचे स्त्रोत देखील आहे. NGL (प्रकाश हायड्रोकार्बन्सचा विस्तृत अंश- इथेन, प्रोपेन, ब्युटेन आणि पेंटेन), जे एलएनजीचा भाग आहेत आणि एलएनजीमधून सोडले जातात regasification. या हायड्रोकार्बन्सचा वापर पेट्रोकेमिकल फीडस्टॉक म्हणून आणि स्वच्छ इंधनाचा स्रोत म्हणून केला जातो. विविध प्रकारचेवाहतूक (तसेच दैनंदिन जीवनात). मध्ये 2 + किंवा 3 + सह अपूर्णांकाची निवड केली जाईल. वाहतूक करण्याची शक्यता NGLद्रवरूप नैसर्गिक वायूचा एक भाग म्हणून, ते केवळ ग्राहकांच्या बाजूनेच कार्य करत नाही तर वाहतुकीच्या बाबतीत उत्पादकांच्या समस्यांचे निराकरण करते. NGLगॅस क्षेत्रातून.

द्रवीभूत नैसर्गिक वायू सुरक्षित आहे, पर्यावरणास अनुकूल इंधनउच्च ऊर्जा कार्यक्षमता आणि ऑक्टेन रेटिंगसह. एलएनजी किंमतग्राहकांच्या किंमतीत द्रवरूप पेट्रोलियम गॅस, इंधन तेल आणि त्याहूनही अधिक डिझेल इंधनाच्या किमतीपेक्षा कमी आहे.

बाष्पीभवनादरम्यान पदार्थ थंड होण्याची प्रायोगिक वस्तुस्थिती बर्‍याच काळापासून ज्ञात आहे आणि सरावात देखील वापरली गेली आहे (उदाहरणार्थ, पाण्याची ताजेपणा टिकवून ठेवण्यासाठी सच्छिद्र वाहिन्यांचा वापर). परंतु या समस्येचा पहिला वैज्ञानिक अभ्यास जियान फ्रान्सिस्को सिग्ना यांनी केला आणि 1760 च्या "डी फ्रिगोरे एक्स बाष्पीभवन" ("बाष्पीभवनामुळे थंडीवर") वर्णन केले.

सिग्नाने हे सिद्ध केले की बाष्पीभवन जितके जलद होईल तितके जास्त थंड होईल आणि मेरनने हे सिद्ध केले की जर तुम्ही थर्मामीटरच्या ओल्या बल्बवर फुंकला तर तापमानात घट ही थर्मामीटरच्या कोरड्या बल्बच्या प्रयोगापेक्षा जास्त असेल. अँटोनी ब्युमेट (१७२८-१८०४) यांना असे आढळले की सल्फ्यूरिक इथरचे बाष्पीभवन पाण्याच्या बाष्पीभवनापेक्षा जास्त थंड होते. या तथ्यांवर आधारित, टिबेरियो कॅव्हॅलो यांनी 1800 मध्ये रेफ्रिजरेटर तयार केले आणि वोलास्टनने 1810 मध्ये त्याचे प्रसिद्ध क्रायोफोर तयार केले, जे आजही वापरले जाते. 1820 मध्ये या उपकरणाच्या आधारे डॅनियलचे हायग्रोमीटर तयार केले गेले. 1859 नंतर म्हणजे फर्नांड कॅरे (1824-1894) यांनी इथरचे बाष्पीभवन करून बर्फ मिळवण्याची पद्धत प्रकाशित केल्यानंतर, ज्याची जागा नंतर अमोनियाने घेतली, हे रेफ्रिजरेशन मशीन व्यावहारिकदृष्ट्या लागू झाले. 1871 मध्ये, कार्ल लिंडे (1842-1934) यांनी त्यांनी तयार केलेल्या रेफ्रिजरेशन मशीनचे वर्णन केले ज्यामध्ये गॅस विस्ताराने शीतकरण प्राप्त केले गेले. 1896 मध्ये, त्याने हे यंत्र भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमांमध्ये वर्णन केलेल्या काउंटरकरंट हीट एक्सचेंजरसह एकत्र केले आणि यामुळे त्याला द्रव हायड्रोजन मिळू शकला. भौतिकशास्त्रज्ञांनी त्यावेळेस प्राप्त केलेले प्रायोगिक परिणाम उद्योगात आणले जाऊ लागले.

गॅस द्रवीकरणाच्या समस्येचा शतकानुशतके जुना इतिहास आहे जो 18 व्या शतकाच्या उत्तरार्धात आहे. हे सर्व साध्या शीतकरणाद्वारे अमोनियाच्या द्रवीकरणाने सुरू झाले, जे व्हॅन मारुम, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड मॉन्गे आणि क्लोएट यांनी तयार केले, नॉर्थमोर (1805) द्वारे क्लोरीन आणि बॅसेली (1812) यांनी प्रस्तावित केलेल्या कॉम्प्रेशन पद्धतीने अमोनियाचे द्रवीकरण.

चार्ल्स कॅगनार्ड डी लाटौर (1777-1859) आणि मायकेल फॅराडे (1791-1867) यांनी एकाच वेळी आणि स्वतंत्रपणे या समस्येच्या निराकरणासाठी निर्णायक योगदान दिले.

1822 आणि 1823 मध्ये प्रकाशित झालेल्या पेपर्सच्या मालिकेत, Cañard de Latour यांनी एका विशिष्ट मर्यादीत विस्ताराच्या द्रवाचे अस्तित्व (जसे ते अंतर्ज्ञानाने जाणवते) निश्चित करण्यासाठी त्यांनी केलेल्या प्रयोगांचे वर्णन केले आहे, त्यापलीकडे, लागू केलेल्या दबावाची पर्वा न करता, सर्व त्यातील वाफ अवस्थेत जाते. यासाठी, डी लाटौरने एक तृतीयांश अल्कोहोलने भरलेल्या कढईत एक दगडी गोळा ठेवला आणि हळूहळू कढई गरम करण्यास सुरुवात केली. कढईच्या आत बॉल वळल्याने झालेल्या आवाजावरून, डी लाटौर या निष्कर्षापर्यंत पोहोचला की एका विशिष्ट तापमानात सर्व अल्कोहोल बाष्पीभवन होते. प्रयोग लहान नळ्या सह पुनरावृत्ती होते; ट्यूबमधून हवा काढून टाकण्यात आली आणि नंतर ते तपासलेल्या द्रवाने (अल्कोहोल, इथर, गॅसोलीन) 2/5 भरले आणि ज्वालामध्ये गरम केले. जसजसे तापमान वाढत गेले तसतसे द्रव अधिकाधिक मोबाइल होत गेले आणि द्रव आणि वाफ यांच्यातील संवाद अधिकाधिक अस्पष्ट होत गेला, जोपर्यंत एका विशिष्ट तापमानापर्यंत ते पूर्णपणे नाहीसे झाले आणि संपूर्ण द्रव बाष्पात बदलल्यासारखे वाटू लागले. या नळ्यांना मॅनोमीटरशी जोडून संकुचित हवा, Cañard de Latour द्रव आणि बाष्प यांच्यातील इंटरफेस अदृश्य झाल्यानंतर त्या क्षणी ट्यूबमध्ये स्थापित होणारा दाब आणि संबंधित तापमान मोजण्यात सक्षम होते. लोकप्रिय समजुतीच्या विरुद्ध, कॅनर्ड डी लाटौरने या प्रयोगांमध्ये केवळ पाण्याचे गंभीर तापमानच ठरवले नाही, तर त्याने पाण्याचे पूर्णपणे बाष्पीभवन देखील केले नाही, कारण इच्छित परिणाम साध्य होण्यापूर्वी नळ्या नेहमी फुटतात.

1823 मध्ये वाकलेल्या काचेच्या नळ्या असलेल्या फॅराडेच्या प्रयोगांमध्ये अधिक ठोस परिणाम आढळून आला, ज्याचा लांब हात सीलबंद होता. या हातामध्ये, फॅराडेने एक पदार्थ ठेवला, जो गरम झाल्यावर, अभ्यासाखाली वायू द्यावयाचा होता, नंतर ट्यूबचा दुसरा, लहान हात बंद केला आणि ट्यूबला थंड मिश्रणात बुडवले. जर, असे केल्यावर, ट्यूबच्या लांब हातामध्ये पदार्थ गरम केला जातो, तर एक वायू तयार होतो, ज्याचा दाब हळूहळू वाढतो आणि बर्याच बाबतीत फॅराडेने लहान ट्यूबमध्ये वायू द्रवरूप केला. अशा प्रकारे, सोडियम बायकार्बोनेट गरम करून, फॅराडेने द्रव कार्बोनिक ऍसिड मिळवले; त्याच प्रकारे, त्याला द्रव हायड्रोजन सल्फाइड, हायड्रोजन क्लोराईड, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड इ.

डी लाटोर आणि फॅराडे यांच्या प्रयोगांवरून असे दिसून आले की गॅस उच्च दाबाच्या अधीन राहून त्याचे द्रवीकरण केले जाऊ शकते. अनेक भौतिकशास्त्रज्ञांनी या दिशेने काम करण्यास सुरुवात केली, विशेषतः जोहान नॅटेरर (1821-1901). तथापि, काही वायू (हायड्रोजन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन) अशा प्रकारे द्रवीकरण होऊ शकत नाहीत. 1850 मध्ये, व्हर्टेलोने 780 एटीएमच्या दाबाने ऑक्सिजनच्या अधीन केले, परंतु द्रवीकरण प्राप्त करू शकले नाही. यामुळे व्हर्टेलोला फॅराडेच्या मतात सामील होण्यास भाग पाडले, ज्यांना विश्वास होता की लवकरच किंवा नंतर घन हायड्रोजन मिळवणे शक्य होईल, असा विश्वास होता की विशिष्ट वायूंचे द्रवीकरण करण्यासाठी केवळ दबाव पुरेसे नाही, ज्याला "कायम" किंवा "अदम्य" म्हटले जाते.

त्याच 1845 मध्ये, जेव्हा फॅराडेने हा विचार व्यक्त केला तेव्हा, कमी तापमानात कार्बन डाय ऑक्साईडची विसंगत संकुचितता असते हे लक्षात घेऊन, आणि जेव्हा 100 डिग्री सेल्सिअसच्या जवळ पोहोचते तेव्हा बॉयलच्या नियमाचे पालन करण्यास सुरुवात करते, असे गृहित धरले की प्रत्येक वायूसाठी एक विशिष्ट वायू असतो. तापमान श्रेणी जेथे ते बॉयलच्या नियमाचे पालन करते. 1860 मध्ये, रेगनाल्टने दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह (1834-1907) द्वारे ही कल्पना विकसित आणि सुधारित केली, त्यानुसार सर्व द्रवपदार्थांसाठी एक "संपूर्ण उत्कलन बिंदू" असणे आवश्यक आहे, ज्याच्या वर ते केवळ वायू स्थितीतच असू शकते, कोणताही दबाव असो.

1863 मध्ये या समस्येचा अभ्यास पुन्हा सुरू झाला नवीन फॉर्मथॉमस अँड्र्यूज (1813-1885). 1863 मध्ये, अँड्र्यूजने कार्बन डायऑक्साइड एका केशिका ट्यूबमध्ये आणला, ज्यामुळे वायूचे प्रमाण पाराच्या स्तंभाने लॉक केले. स्क्रूच्या सहाय्याने, हळूहळू तापमान बदलत असताना, त्याने अनियंत्रितपणे गॅस ज्याच्या खाली स्थित आहे तो दाब सेट केला. केवळ दाब वाढवून आणि नंतर हळूहळू ट्यूब गरम करून वायूचे आंशिक द्रवीकरण साध्य केल्यावर, अँड्र्यूजने त्याच्या आधी 30 वर्षांपूर्वी कॅनर्ड डी लाटूरने तपासलेली तीच घटना पाहिली. जेव्हा कार्बन डाय ऑक्साईडचे तापमान 30.92 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत पोहोचते तेव्हा द्रव आणि वायूमधील इंटरफेस अदृश्य होते आणि कोणत्याही दबावामुळे द्रव कार्बन डायऑक्साइड परत तयार होऊ शकत नाही. 1869 च्या त्यांच्या तपशीलवार कामात, अँड्र्यूजने 30.92 डिग्री सेल्सिअस तापमानाला कार्बन डाय ऑक्साईडसाठी "गंभीर बिंदू" असे म्हटले. त्याच पद्धतीने, त्याने हायड्रोजन क्लोराईड, अमोनिया, सल्फ्यूरिक इथर आणि नायट्रिक ऑक्साईडचे गंभीर बिंदू निश्चित केले. गंभीर बिंदूपेक्षा कमी तापमानात वायू पदार्थांसाठी "स्टीम" हा शब्द कायम ठेवण्याचा आणि गंभीर बिंदूपेक्षा जास्त तापमान असलेल्या पदार्थांना "वायू" हा शब्द लागू करण्याचा प्रस्ताव त्यांनी मांडला. अँड्र्यूजच्या या दृष्टिकोनाची पुष्टी नॅटेररच्या 1844 ते 1855 या काळात त्यांनी केलेल्या प्रयोगांद्वारे केली गेली, ज्यामध्ये स्थायी वायूंना द्रवीकरण न करता 2790 एटीएम पर्यंत दाब दिला गेला आणि 1870 मध्ये एमिलने असेच असंख्य प्रयोग सुरू केले. अमागा (1841-1915), ज्यामध्ये 3000 एटीएम पर्यंतचे दाब प्राप्त झाले.

या सर्व नकारात्मक प्रायोगिक परिणामांनी अँड्र्यूजच्या गृहीतकेची पुष्टी केली की स्थायी वायू हे पदार्थ आहेत ज्यासाठी गंभीर तापमान त्या क्षणी उल्लंघन केलेल्या मूल्यांपेक्षा कमी आहे, जेणेकरून त्यांचे द्रवीकरण प्राथमिक खोल थंड वापरून केले जाऊ शकते, शक्यतो नंतरच्या काळात. संक्षेप 1877 मध्ये लुई कॅलेट (1832-1913) आणि राऊल पिक्टेट (1846-1929) यांनी या गृहितकाची चमकदारपणे पुष्टी केली, ज्यांनी एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे ऑक्सिजन, हायड्रोजन, नायट्रोजन आणि हवा मजबूत प्राथमिक थंड झाल्यावर द्रवीकरण करण्यात व्यवस्थापित केले. कॅल्हेट आणि पिक्टेटची कामे इतर भौतिकशास्त्रज्ञांनी चालू ठेवली, परंतु लिंडे रेफ्रिजरेशन मशीनच्या आगमनाने, ज्याचा आम्ही आधीच उल्लेख केला आहे, द्रवीकरण पद्धती व्यावहारिकदृष्ट्या सुलभ बनविल्या, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात द्रवीभूत वायू मिळवणे शक्य झाले आणि ते वैज्ञानिकदृष्ट्या व्यापकपणे लागू केले गेले. संशोधन आणि उद्योगात.

वायूंची विशिष्ट उष्णता क्षमता

विशिष्ट उष्णतेची क्षमता निर्धारित करण्याच्या पद्धती लहान असल्यामुळे वायू पदार्थांवर लागू करणे कठीण होते विशिष्ट गुरुत्ववायू आणि वाफ. म्हणून, 19व्या शतकाच्या सुरूवातीस, पॅरिस अकादमी ऑफ सायन्सेसने गॅसची विशिष्ट उष्णता मोजण्यासाठी सर्वोत्तम पद्धतीसाठी स्पर्धा जाहीर केली. फ्रँकोइस डेलारोचे (? - 1813?) आणि जॅक बेरार्ड (1789-1869) यांना बक्षीस देण्यात आले, ज्यांनी कॅलरीमीटरमध्ये एक कॉइल ठेवण्याचा प्रस्ताव दिला, ज्याद्वारे ज्ञात तापमानावर, वायू निश्चित दाबाने जातो. ही पद्धत प्रत्यक्षात नवीन नव्हती; Lavoisier ने 20 वर्षांपूर्वी हे प्रस्तावित केले होते. ते असो, डेलारोचे आणि बेरार्ड यांनी मिळवलेले निकाल अर्धशतकातील भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमांमध्ये सादर केले गेले. या शास्त्रज्ञांची योग्यता म्हणजे, सर्व प्रथम, स्थिर दाब आणि स्थिर व्हॉल्यूममध्ये विशिष्ट उष्णता क्षमता यांच्यातील फरक ओळखण्याच्या गरजेकडे लक्ष वेधले गेले. नंतरचे मूल्य मोजणे फार कठीण आहे कारण त्यात असलेल्या जलाशयाच्या उष्णता क्षमतेच्या तुलनेत गॅसची उष्णता क्षमता कमी आहे.

परंतु डेलारोचे आणि बेरार्ड यांच्या कार्याच्या काही वर्षांपूर्वी, एका जिज्ञासू घटनेवर संशोधन सुरू झाले, ज्याची नोंद इरास्मस डार्विन (1731-1802) यांनी 1788 मध्ये नोंदवली आणि त्यानंतर 1802 मध्ये डाल्टन यांनी नोंदवली, ज्यामध्ये हे समाविष्ट होते की संक्षेप हवेमुळे ते गरम होते आणि त्याचा विस्तार थंड होण्यास कारणीभूत ठरतो. या घटनेच्या अभ्यासाची सुरुवात सहसा गे-लुसाक (1807) चा अनुभव मानली जाते, जौलने 1845 मध्ये पुनरावृत्ती केली होती. गे-लुसॅकने दोन सिलिंडर एका नळीने जोडले, जसे ग्युरिकेने केले; एक सिलेंडर हवेने भरलेला होता आणि दुसरा रिकामा होता; भरलेल्या सिलेंडरमधून, हवा रिकाम्या सिलिंडरमध्ये मुक्तपणे वाहू शकते. परिणामी, पहिल्या सिलेंडरच्या तापमानात घट आणि दुसऱ्याच्या तापमानात वाढ दिसून आली. हवेच्या या थर्मल वर्तनामुळे आम्हाला असा विश्वास वाटू लागला की स्थिर दाबावरील विशिष्ट उष्णता स्थिर आवाजापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे, आपण उष्णतेच्या स्वरूपाच्या कोणत्याही सिद्धांताचे पालन केले तरीही. खरंच, जर विस्तारणारा वायू थंड झाला, तर गरम करताना त्याचा विस्तार होऊ देऊन, विस्तारासोबतच्या थंडीची भरपाई करण्यासाठी त्यास अतिरिक्त उष्णता देणे आवश्यक आहे.

या प्रायोगिक तथ्यांवर आधारित, 1816 मध्ये Laplace आले उत्कृष्ट कल्पनाअनुभवातून मिळालेल्या ध्वनीच्या गतीचे मूल्य आणि न्यूटनच्या नियमातून मिळालेले त्याचे सैद्धांतिक मूल्य यांच्यातील सुप्रसिद्ध विसंगती, आलटून पालटून संकुचन आणि दुर्मिळता दरम्यान हवेच्या थरांद्वारे अनुभवलेल्या तापमानातील बदलाद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकते. या सैद्धांतिक परिसराच्या आधारे, लॅपलेसने न्यूटनचे सूत्र सुधारले आणि त्यात स्थिर दाब आणि हवेच्या स्थिर व्हॉल्यूमच्या विशिष्ट उष्णता क्षमतेच्या गुणोत्तराच्या समान गुणांक सादर केला. हवेतील ध्वनीच्या वेगाचे प्रायोगिक मूल्य आणि न्यूटनच्या सूत्रातून मिळालेले सैद्धांतिक मूल्य यांची तुलना केल्याने विशिष्ट उष्णता क्षमतेचे गुणोत्तर शोधणे शक्य झाले. या अप्रत्यक्ष मार्गाने, भौतिकशास्त्रज्ञांनी या गुणोत्तराच्या मूल्यावरील पहिला डेटा प्राप्त केला आणि अशा प्रकारे, स्थिर दाबाने विशिष्ट उष्णतेचे मूल्य ज्ञात असल्याने, स्थिर आवाजातील हवेच्या विशिष्ट उष्णतेचा अंदाज लावला. काही वर्षांनंतर (1819), निकोलस क्लेमेंट (1779-1841) आणि चार्ल्स डेसोर्म (1777-?) यांनी थेट उष्णतेच्या क्षमतेचे गुणोत्तर निश्चित केले, जे प्रायोगिक त्रुटींमध्ये, लॅप्लेसने सापडलेल्या गुणोत्तराशी जुळले.

1829 मध्ये, सूक्ष्म आणि परिश्रमपूर्वक संशोधनाचा परिणाम म्हणून, दुलॉन्गने विविध वायूंच्या उष्णता क्षमतेचे गुणोत्तर निश्चित केले, ज्यासाठी त्याने विविध वायूंच्या प्रवाहाचा वापर करून ट्यूबमध्ये आवाज निर्माण केला. या प्रयोगांमुळे तो या निष्कर्षापर्यंत पोहोचला की वायू आणि बाष्पांमध्ये समान परिस्थितीत (आवाज, दाब, तापमान) समान प्रमाणात उष्णता समान सापेक्ष संक्षेप किंवा विस्ताराने तयार होते.

लक्षात घ्या की 1866 मध्ये कुंडट (1839-1894) यांनी ड्युलॉन्गची पद्धत लक्षणीयरीत्या सुधारली होती, ज्याने एक विशेष ट्यूब (या ट्यूबला आता कुंडटची ट्यूब म्हटले जाते) आणली. कुंडट पद्धत अजूनही त्यापैकी एक मानली जाते चांगला सरावविशिष्ट उष्णता क्षमतांचे प्रमाण निश्चित करणे.

Savelyeva F.N द्वारे संकलित.

द्रवीभूत नैसर्गिक वायूचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन

नैसर्गिक वायूचे द्रव अवस्थेत रूपांतर अनेक टप्प्यांत होते. प्रथम, सर्व अशुद्धता काढून टाकल्या जातात - प्रामुख्याने कार्बन डाय ऑक्साईड आणि काहीवेळा सल्फर संयुगेचे किमान अवशेष. नंतर पाणी काढले जाते, जे अन्यथा बर्फाच्या स्फटिकांमध्ये बदलू शकते आणि द्रवीकरण वनस्पती बंद करू शकते.

नियमानुसार, अलिकडच्या वर्षांत ओलावा, कार्बन डाय ऑक्साईड आणि जड हायड्रोकार्बन्सपासून गॅसच्या जटिल शुद्धीकरणासाठी, आण्विक चाळणीवर खोल वायू शुद्धीकरणाची शोषण पद्धत वापरली जाते.

पुढील टप्पा म्हणजे बहुतेक जड हायड्रोकार्बन्स काढून टाकणे, ज्यानंतर प्रामुख्याने मिथेन आणि इथेन राहतात. त्यानंतर गॅस हळूहळू थंड केला जातो, सामान्यतः हीट एक्सचेंजर्स (चिलर बाष्पीभवन) च्या मालिकेत दोन-चक्र थंड प्रक्रियेद्वारे. शुध्दीकरण आणि फ्रॅक्शनेशन चालते, तसेच कूलिंगचा मुख्य भाग, उच्च दाबाखाली. सर्दी एक किंवा अधिक रेफ्रिजरेशन चक्रांद्वारे तयार होते, ज्यामुळे तापमान -160°C पर्यंत कमी केले जाते. मग ते वायुमंडलीय दाबाने द्रव बनते.

द्रवीकृत नैसर्गिक वायू उत्पादन

आकृती 1. नैसर्गिक वायू द्रवीकरण करण्याची प्रक्रिया (एलएनजी मिळवणे)

नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण तेव्हाच शक्य आहे जेव्हा ते गंभीर तापमानाच्या खाली थंड केले जाते. अन्यथा, अतिशय उच्च दाबानेही वायूचे द्रवात रूपांतर होऊ शकत नाही. गंभीर (T \u003d T cr) तपमानावर नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी, त्याचा दाब गंभीर वायूच्या समान किंवा त्यापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे, म्हणजे P > Pkt. जेव्हा नैसर्गिक वायू गंभीर वायूच्या (आर< Ркт) температура газа также должна быть ниже критической.

नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी, अंतर्गत शीतकरणाची दोन्ही तत्त्वे, जेव्हा नैसर्गिक वायू स्वतः कार्यरत द्रवपदार्थ म्हणून कार्य करतो आणि बाह्य शीतकरणाची तत्त्वे, जेव्हा कमी उकळत्या बिंदूसह सहायक क्रायोजेनिक वायू (उदाहरणार्थ, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, हेलियम). नंतरच्या प्रकरणात, नैसर्गिक वायू आणि सहायक क्रायोजेनिक वायू यांच्यातील उष्णता विनिमय उष्णता विनिमय पृष्ठभागाद्वारे होते.

येथे औद्योगिक उत्पादनहायड्रोकार्बन्स किंवा नायट्रोजनवर चालणारे बाह्य रेफ्रिजरेशन प्लांट (बाह्य रेफ्रिजरेशन तत्त्वे) वापरून द्रवीकरण चक्र सर्वात कार्यक्षम एलएनजी चक्रे आहेत, जे जवळजवळ सर्व नैसर्गिक वायू द्रवरूप करतात. व्यापक वापररेफ्रिजरंट्सच्या मिश्रणावर सायकल प्राप्त झाली, जिथे एकल-प्रवाह कॅस्केड सायकल इतरांपेक्षा जास्त वेळा वापरली जाते, ज्यामध्ये विशिष्ट ऊर्जा वापर 0.55-0.6 kW "h/kg LNG आहे.

लहान क्षमतेच्या द्रवीकरण वनस्पतींमध्ये, द्रवीभूत नैसर्गिक वायूचा वापर रेफ्रिजरंट म्हणून केला जातो; या प्रकरणात, सोपी सायकल वापरली जाते: थ्रॉटलिंग, विस्तारक, व्होर्टेक्स ट्यूब इ. अशा वनस्पतींमध्ये, द्रवीकरण गुणांक 5-20% आणि नैसर्गिक कंप्रेसरमध्ये गॅस पूर्व-संकुचित करणे आवश्यक आहे.

अंतर्गत रेफ्रिजरेशनवर आधारित नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण खालील प्रकारे केले जाऊ शकते:

* संपीडित वायूचा isenthalpy विस्तार (एंथॅल्पी i = const), म्हणजे थ्रॉटलिंग (जौल-थॉमसन प्रभाव वापरून); थ्रॉटल केल्यावर, वायूचा प्रवाह कोणतेही काम करत नाही;

* बाह्य कार्याच्या परताव्यासह संपीडित वायूचा (एंट्रॉपी एस-कॉन्स्ट) isentropic विस्तार; या प्रकरणात, अतिरिक्त प्रमाणात थंड प्राप्त होते, त्याव्यतिरिक्त जूल-थॉमसन प्रभावामुळे, कारण गॅस विस्ताराचे कार्य त्याच्या अंतर्गत उर्जेमुळे केले जाते.

नियमानुसार, संकुचित वायूचा आयसेन्थॅल्पिक विस्तार केवळ लहान आणि मध्यम क्षमतेच्या द्रवीकरण उपकरणांमध्ये वापरला जातो, ज्यामध्ये काही अतिरिक्त उर्जेचा वापर दुर्लक्षित केला जाऊ शकतो. संकुचित वायूचा isentropic विस्तार उच्च-कार्यक्षमता उपकरणांमध्ये (औद्योगिक स्तरावर) वापरला जातो.

बाह्य कूलिंगवर आधारित नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण खालील प्रकारे केले जाऊ शकते:

* स्टर्लिंग, वुलेमियर-टॅकोनिस क्रायोजनरेटर इ. वापरणे; या क्रायोजनरेटर्सचे कार्यरत द्रव नियमानुसार, हेलियम आणि हायड्रोजन आहेत, जे बंद थर्मोडायनामिक चक्र चालवताना, नैसर्गिक वायूच्या उकळत्या बिंदूच्या खाली उष्णता एक्सचेंजरच्या भिंतीवर तापमानापर्यंत पोहोचणे शक्य करते;

* नैसर्गिक वायूपेक्षा कमी उकळत्या बिंदूसह क्रायोजेनिक द्रवांचा वापर, जसे की द्रव नायट्रोजन, ऑक्सिजन इ.;

* विविध रेफ्रिजरंट्स (प्रोपेन, अमोनिया, मिथेन इ.) वापरून कॅस्केड सायकल वापरणे; कॅस्केड सायकलमध्ये, बाष्पीभवनाच्या वेळी कॉम्प्रेशनद्वारे सहजपणे द्रवीकृत करता येणारा वायू, द्रवीकरण करणे कठीण असलेल्या दुसर्‍या वायूचे तापमान कमी करण्यासाठी आवश्यक थंडी निर्माण करतो.

द्रवीकरणानंतर, एलएनजी खास इन्सुलेटेड स्टोरेज टाक्यांमध्ये ठेवला जातो आणि नंतर एलएनजी वाहकांवर वाहतुकीसाठी लोड केला जातो. या वाहतुकीच्या काळात, एलएनजीचा एक छोटासा भाग नेहमीच "बाष्पयुक्त" असतो आणि टँकरच्या इंजिनसाठी इंधन म्हणून वापरला जाऊ शकतो. ग्राहकाच्या टर्मिनलवर पोहोचल्यावर, द्रवरूप गॅस अनलोड केला जातो आणि स्टोरेज टाक्यांमध्ये ठेवला जातो.

एलएनजी वापरण्यापूर्वी, ते पुन्हा गॅसिफिकेशन स्टेशनवर वायू स्थितीत आणले जाते. रीगॅसिफिकेशननंतर, नैसर्गिक वायूचा वापर गॅस पाइपलाइनद्वारे वाहून नेल्याप्रमाणे केला जातो.

एलएनजी प्राप्त करणारे टर्मिनल हे द्रवीकरण प्लांटपेक्षा कमी गुंतागुंतीची रचना आहे आणि त्यात प्रामुख्याने रिसीव्हिंग पॉइंट, अनलोडिंग ट्रेसल, स्टोरेज टँक, टाकी बाष्पीभवन गॅस उपचार युनिट्स आणि मीटरिंग स्टेशन असतात.

वायू द्रवीकरण, त्याची वाहतूक आणि साठवण तंत्रज्ञान याआधीच जगामध्ये पूर्णपणे प्रभुत्व मिळवले आहे. त्यामुळे, जागतिक ऊर्जा क्षेत्रातील एलएनजी उत्पादन हा वेगाने विकसित होणारा उद्योग आहे.

लहान प्रमाणात द्रवीकृत नैसर्गिक वायूचे उत्पादन

आधुनिक तंत्रज्ञानामुळे LNG वापरून लघु-ऊर्जेवर आधारित ऊर्जा सुविधा निर्माण करून लघु औद्योगिक, सामाजिक उपक्रम आणि वसाहतींसाठी स्वायत्त वीज पुरवठ्याची समस्या सोडवणे शक्य होते.

लिक्विफाइड नैसर्गिक वायूचा वापर करून स्वायत्त लघु-ऊर्जा सुविधा केवळ दुर्गम प्रदेशांना ऊर्जा पुरवठ्याची समस्या दूर करण्यास मदत करतील असे नाही तर वीज आणि उष्णतेच्या मोठ्या पुरवठादारांवरील ग्राहकांचे अवलंबित्व संपवण्याचा पर्याय देखील प्रदान करेल. वर हा क्षणतुलनेने ऊर्जा सुविधांमध्ये गुंतवणुकीसाठी लघु-स्तरीय एलएनजी उत्पादन हे एक आकर्षक क्षेत्र आहे अल्पकालीनभांडवली गुंतवणुकीवर परतावा.

जीडीएसमध्ये गॅस प्रेशर ड्रॉपची ऊर्जा वापरून नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण करण्याचे तंत्रज्ञान आहे, ज्याची अंमलबजावणी निकोलस्काया जीडीएस येथे लागू करण्यात आली आहे. लेनिनग्राड प्रदेश). एलएनजीसाठी प्लांटची अंदाजे क्षमता 30 टन प्रतिदिन आहे.

नैसर्गिक वायू द्रवीकरण प्लांटमध्ये फ्रीजर हीट एक्सचेंजर युनिट, कॉम्प्रेस्ड गॅस कूलिंग सिस्टम, लिक्विफिकेशन युनिट, दोन-स्टेज टर्बोएक्सपेंडर-कंप्रेसर युनिट, स्वयंचलित प्रणालीइन्स्टॉलेशन (ACS), फिटिंग्ज, नियंत्रित असलेल्या आणि इन्स्ट्रुमेंटेशनच्या ऑपरेशनचे नियंत्रण आणि व्यवस्थापन.

आकृती 2. द्रवीकरण प्लांटची योजना

स्थापनेच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत खालीलप्रमाणे आहे (चित्र 2).

8000 Nm3/h चा प्रवाह दर आणि 3.3 MPa चा दाब असलेला नैसर्गिक वायू टर्बोकॉम्प्रेसर्स K1 आणि K2 ला दिला जातो, जो टर्बो विस्तारक D1 आणि D2 सारख्याच शाफ्टवर कार्यरत असतो.

नैसर्गिक वायूच्या उच्च शुद्धतेमुळे (CO2 सामग्री 400 पीपीएम पेक्षा जास्त नाही), नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी स्थापना केवळ गॅस निर्जलीकरण प्रदान करते, जे उपकरणांची किंमत कमी करण्यासाठी, या पद्धतीद्वारे प्रदान केले जाते. अतिशीत ओलावा.

2-स्टेज टर्बोचार्जरमध्ये, गॅसचा दाब 4.5 MPa पर्यंत वाढतो, त्यानंतर संकुचित गॅस हीट एक्सचेंजर्स T3-2 आणि T3-1 मध्ये अनुक्रमे थंड केला जातो आणि फ्रीजरमध्ये प्रवेश करतो, ज्यामध्ये 3 हीट एक्सचेंजर्स T11-1, T11-2 आणि असतात. T11- 3 (किंवा T12-1, T12-2 आणि T12-3), जेथे हीट एक्सचेंजर T2-1 मधून परतीच्या वायूच्या प्रवाहाच्या थंड वापरामुळे, ओलावा गोठवला जातो. F1-2 फिल्टर नंतर शुद्ध केलेला वायू दोन प्रवाहांमध्ये विभागला जातो.

थंड पुनर्प्राप्तीसाठी एक प्रवाह (बहुतेक) फ्रीजरमध्ये पाठविला जातो आणि फ्रीझरच्या आउटलेटवर, ते फिल्टरद्वारे टर्बोएक्सपँडर्स डी 1 आणि डी 2 ला क्रमशः दिले जाते आणि नंतर विभाजक सी 2 च्या आउटलेटवर रिटर्न फ्लोवर पाठवले जाते. -1.

दुसरा प्रवाह हीट एक्सचेंजर T2-1 कडे पाठविला जातो, जेथे, थंड झाल्यावर, तो चोक डीआर द्वारे विभाजक C2-1 मध्ये थ्रॉटल केला जातो, ज्यामध्ये द्रव अवस्था त्याच्या वाष्पांपासून विभक्त होते. द्रव टप्पा (द्रवीकृत नैसर्गिक वायू) संचयक आणि ग्राहकांना पाठविला जातो आणि वाष्प टप्पा अनुक्रमे T2-1 हीट एक्सचेंजर, T11 किंवा T12 फ्रीजर आणि T3-2 हीट एक्सचेंजरला दिले जाते आणि त्यानंतर गॅस वितरण स्टेशनच्या नंतर स्थित कमी-दाब रेषा, जिथे दाब 0.28-0.6 एमपीए इतका होतो.

ठराविक वेळेनंतर, ऑपरेटिंग टी 11 फ्रीझर लाईनमधून कमी दाबाच्या गॅससह गरम आणि शुद्ध करण्यासाठी हस्तांतरित केले जाते आणि टी 12 फ्रीजर ऑपरेटिंग मोडमध्ये हस्तांतरित केले जाते. 28 जानेवारी 2009, ए.पी. इनकोव्ह, बी.ए. Skorodumov आणि इतर. Neftegaz.RU

आपल्या देशात जीडीएसची लक्षणीय संख्या आहे, जिथे कमी झालेला वायू निरुपयोगीपणे त्याचा दाब गमावतो आणि काही प्रकरणांमध्ये हिवाळा कालावधीगॅस थ्रोटल होण्याआधी गरम करण्यासाठी अधिक ऊर्जा पुरवली पाहिजे.

त्याच वेळी, गॅस प्रेशर ड्रॉपच्या व्यावहारिकदृष्ट्या मुक्त उर्जेचा वापर करून, सामाजिकदृष्ट्या उपयुक्त, सोयीस्कर आणि पर्यावरणास अनुकूल ऊर्जा वाहक प्राप्त करणे शक्य आहे - द्रवीकृत नैसर्गिक वायू, ज्याचा वापर औद्योगिक, सामाजिक सुविधा आणि गॅसिफिकेशनसाठी केला जाऊ शकतो. सेटलमेंटपाइपलाइन गॅस पुरवठ्याशिवाय.