Ensimmäinen kaupallinen happigeneraattori ilmestyi vuonna 1903; Vuonna 1908 Alankomaiden Camerin Onnes esijäähdytti heliumin nestemäisellä vedyllä ja laajensi sitä adiabaattiolosuhteissa ja laski lämpötilan alle 4,2 000:een. Hanki nestemäistä heliumia; Vuonna 1965 Neuvostoliiton Neganov ja muut keksivät laimennusjääkaapin, jotta lämpötila nousisi 0,025 K: iin; 1970-luvulta lähtien ihmiset ovat soveltaneet demagnetisointi-jäähdytystekniikkaa alentaakseen edelleen laitteen jäähdytyslämpötilaa.
Kaasulikquefaction Kaasun nesteytys toteutuu nesteytyssykliin perustuvilla kudosten nesteytyslaitteilla. Tärkeimmät nesteytyssyklit ovat Linden nesteytyssykli ja Claude-nesteytyssykli.
(1) Linde Liquefaction Cycle: Sykli, jossa käytetään kaasuventtiilin rajoittavaa vaikutusta raaka-aineen nesteyttämiseen (kuva 1). Normaalipaineen p1 ja normaalilämpötilan T1 raaka-ainekaasu puristetaan kompressorissa tilaan 1 tilaan 2, ja vastaava paine on p2. Lämmönvaihdin laskee lämpötilan tilaan 3, ja sitten paine laskee kaasuventtiilillä, ja isoentalpian laajeneminen suoritetaan tilaan. 4. Tällä hetkellä osa kaasusta muunnetaan nesteeksi ja päästetaan nestemäisestä säiliöstä; osa kaasusta, jota ei ole nesteytetty, lämmitetään uudelleen lämpövaihtimessa tilaan 1, jolloin muodostuu lämpösykli.
(2) Claude Liquefaction Cycle: Sykli, jossa käytetään isentrooppista laajenemista ja isenthalpic-laajenemista yhdistettynä jäähdytykseen raaka-ainekaasun nesteyttämiseksi (kuva 2). Normaalipaineen p1 ja normaalilämpötilan T1 raaka-ainekaasu puristetaan tilasta 1 tilaan 2 kompressorin välilämpötilassa, vastaava paine on p2 ja lämmönvaihdin E1 laskee lämpötilan tilaan 3. Tämän jälkeen kaasu jaetaan kahteen osaan, osa kaasusta kulkee edelleen lämmönvaihteiden E2 ja E3 läpi, ja se jäähdytetään 4 ja 5 tilaan, ja sitten se laajennetaan tilaan 6 kaasuventtiilin kautta. Tällä hetkellä osa kaasusta muuttuu nestemäisiksi ja purkautuu nestemäisestä säiliöstä; kaasun epäluotettava osa lämmitetään uudelleen tilaan 8 lämmönvaihtimessa E3 ja sulautuu sitten kaasun toiseen osaan, joka laajennetaan laajentimen tilaan 8 keskietrooppisen entropian kanssa, ja lopuksi vaihdetaan Lämmittimet E2 ja E1 uudelleen tilaan 1 muodostaen siten termodynaamisen syklin. muut tällä perusteella kehitetyt nesteytyssyklit, kuten nesteytysjaksojen rajoittaminen ylimääräisillä jäähdytysjaksoilla (kuten esijäähdytysjaksot ammoniakilla tai nestemäisellä typellä tai muilla kylmillä lähteillä) tai isentrooppiset nesteytyssyklit, ulkoisilla jäähdytysjaksoilla (kuten ulkoisella typpijäähdytyssyklillä) isentrooppinen laajenemislikquefaction-sykli, regeneratiivinen kaasun jäähdytyssykli (ks. jääkaapin sykli) ja monivaiheinen isentrooppinen laajenemislikquefaction-sykli.
Edellä mainitut eri syklit ovat ihanteellisia syklejä. Käytännön sovelluksissa kompressorin puristusprosessi ei kuitenkaan ole isoterminen prosessi, lämmönvaihtimessa ei ole riittävästi uudelleenlämmitystä ja kylmäkapasiteettihäviötä ulkoisen lämmön tunkeutumisen vuoksi, ja laajentimessa on adiabaattinen menetys ja mekaaninen menetys, joten korvaus on otettava varsinaisessa jäähdytysprosessissa. Toimenpiteet prosessin lämpötasapainon saavuttamiseksi.
Kaasun erottelu Yleisesti käytettyjä raakakaasuerotteluperiaatteita ovat syvä kryogeeninen oikaisu, syvä kryogeeninen fraktion tiivistyminen ja syvä kryogeeninen adsorptio. (1)Syvä- ja matalan lämpötilan tislaus: ensin nesteytetään raaka-ainekaasu ja erotetaan sitten komponentit kunkin ainesosan eri kondensaatiolämpötilan (haihtumislämpötilan) mukaan oikaisuperiaatetta noudattaen. Erotteluprosessi toteutuu syvässä kryogeenisessä oikaisutornissa. Tämä menetelmä soveltuu raakakaasulle, jonka kondensaatiolämpötila on samanlainen kuin erotetut komponentit, kuten hapen ja typen erottaminen ilmasta. (2)Syvä matalan lämpötilan erottelu: käytetään raakakaasun kunkin komponentin kondenssilämpötilan eroa lämmönvaihtimen raakakaasun lämpötilan ajamiseen, komponenttien nesteyttämiseen yksi kerrallaan korkeasta alhaiseen ja erottimen nesteen erottamiseen. Tämä menetelmä soveltuu raakakaasun, kuten koksiuunikaasun, erottamiseen, jos erotettujen komponenttien kondenssiveden lämpötila on kaukana. (3)Syvän ja matalan lämpötilan adsorptio: Huokoisten kiinteiden adsorbenttien käyttö adsorptiolla on selektiivinen adsorptio tiettyjen epäpuhtauskomponenttien adsorbointiin syvissä ja matalissa lämpötiloissa puhtaiden tuotteiden saamiseksi. Esimerkiksi molekyyliseulan adsorberia käytetään hapen ja typen adsorboimiseen raaka argonista nestemäisen ilman lämpötilassa hienostuneen argonin saamiseksi.
Prosessin tarpeiden mukaan joskus käytetään yhtä periaatetta yksin, ja joskus useita periaatteita käytetään samanaikaisesti.