ظهر أول مولد الأكسجين التجاري في عام 1903؛ في عام 1908، قام كاميرين أونيس من هولندا بالتبريد المسبق للهيليوم بالهيدروجين السائل ووسعه في ظل ظروف أدياباتيك، مما أدى إلى انخفاض درجة الحرارة إلى أقل من 4.2K. الحصول على الهيليوم السائل; في عام 1965، اخترع نيغانوف الاتحاد السوفياتي وآخرون ثلاجة تخفيف لجعل درجة الحرارة تصل إلى 0.025K. منذ السبعينيات، طبق الناس تقنية التبريد لإزالة المغناطيسية لزيادة خفض درجة حرارة التبريد في المعدات.
يتم تحقيق تسييل الغاز تسييل الغاز عن طريق معدات تسييل الأنسجة على أساس دورة تسييل. دورات تسييل الرئيسية هي دورة تسييل ليندي ودورة تسييل كلود.
(1) دورة تسييل ليندي: دورة تستخدم تأثير خنق صمام خنق لتسييل غاز المواد الخام (الشكل 1). يتم ضغط غاز المواد الخام من الضغط العادي P1 ودرجة الحرارة العادية T1 في الضاغط من الحالة 1 إلى الدولة 2 ، والضغط المقابل هو p2. يتم تخفيض درجة الحرارة إلى الدولة 3 من قبل مبادل حراري، ومن ثم يتم تقليل الضغط عن طريق صمام خنق، ويتم تنفيذ التوسع isoenthalpy إلى الدولة. 4. في هذا الوقت ، يتم تحويل جزء من الغاز إلى سائل وتفريغه من الخزان السائل ؛ يتم تسخين جزء من الغاز الذي لم يتم تسييله إلى الدولة 1 في المبادلات الحرارية، وبالتالي تشكيل دورة حرارية.
(2) دورة التسييل كلود: دورة يستخدم التوسع isentropic والتوسع isenthalpic جنبا إلى جنب مع التبريد لتسييل غاز المواد الخام (الشكل 2). يتم ضغط غاز المواد الخام من الضغط العادي P1 ودرجة الحرارة العادية T1 من الحالة 1 إلى الحالة 2 في درجة الحرارة المتوسطة في الضاغط ، والضغط المقابل هو p2 ، ويتم تقليل درجة الحرارة إلى الحالة 3 بواسطة المبادلات الحرارية E1. بعد ذلك ، يتم تقسيم الغاز إلى قسمين ، ويستمر جزء من الغاز في المرور عبر المبادلات الحرارية E2 و E3 ، ويتم تبريده إلى الولايتين 4 و 5 ، ثم يتم توسيع enthalpy إلى الحالة 6 من خلال صمام الخانق. في هذا الوقت، جزء من الغاز يتحول إلى سائل ويتم تصريفها من الخزان السائل. يتم تسخين الجزء غير المائل من الغاز إلى الدولة 8 في المبادل الحراري E3، ومن ثم يندمج مع جزء آخر من الغاز الذي يتم توسيعه إلى الدولة 8 في الموسع مع إنتروبيا المتوسطة، وأخيرا يتم تبادل يتم تسخين سخانات E2 و E1 للدولة 1، وبالتالي تشكيل دورة الديناميكا الحرارية. دورات تسييل أخرى وضعت على هذا الأساس، مثل خنق دورات تسييل مع دورات التبريد إضافية (مثل دورات ما قبل التبريد مع الأمونيا أو النيتروجين السائل أو غيرها من المصادر الباردة) أو دورات تسييل التوسع isentropic، مع دورات التبريد الخارجية (مثل دورة التبريد النيتروجين الخارجي) دورة التسييل توسعة isentropic، دورة تبريد الغاز التجديدي (انظر دورة الثلاجة) ودورة التسييل التوسعي متعدد المراحل.
الدورات المختلفة المذكورة أعلاه هي دورات مثالية. ومع ذلك ، في التطبيقات العملية ، فإن عملية ضغط الضاغط ليست عملية isothermal ، والمبادل الحراري لديه إعادة تسخين كافية وفقدان القدرة الباردة بسبب تدخل الحرارة الخارجية ، والموسع لديه فقدان adiabatic والخسارة الميكانيكية ، لذلك يجب أن يؤخذ التعويض في عملية التبريد الفعلية. تدابير لتحقيق التوازن الحراري للعملية.
فصل الغاز وتشمل مبادئ فصل الغاز الخام المستخدمة عادة تصحيح المبردة العميقة، والتكثيف الكسري المبرد العميق وامتزاز المبردة العميقة. (1) التقطير في درجة الحرارة العميقة والمنخفضة: تسييل غاز المواد الخام أولا، ومن ثم فصل المكونات وفقا لدرجة حرارة التكثيف المختلفة (التبخر) لكل مكون، وذلك باستخدام مبدأ التصحيح. يتم تحقيق عملية الفصل في برج تصحيح التبريد العميق. هذه الطريقة مناسبة للغاز الخام مع درجة حرارة التكثيف مماثلة من المكونات المنفصلة، مثل فصل الأكسجين والنيتروجين من الهواء. (2) الفصل العميق في درجة الحرارة المنخفضة: استخدم الفرق في درجة حرارة التكثيف لكل مكون في الغاز الخام لتقليل درجة حرارة الغاز الخام في المبادل الحراري ، وتسييل المكونات واحدا تلو الآخر من الارتفاع إلى المنخفض ، وفصل السائل في الفاصل. هذه الطريقة مناسبة لفصل الغاز الخام مثل غاز فرن فحم الكوك حيث درجة حرارة التكثيف للمكونات المنفصلة بعيدة. (3) الامتزاز في درجات الحرارة العميقة والمنخفضة: استخدام المواد الممتزة الصلبة المسامية له خصائص الامتزاز الانتقائي لامتزاز بعض مكونات النجاسة في درجات حرارة عميقة ومنخفضة للحصول على منتجات نقية. على سبيل المثال، يتم استخدام الممتز المنخل الجزيئي لامتزاز الأكسجين والنيتروجين من الأرجون الخام في درجة حرارة الهواء السائل للحصول على الأرجون المكرر.
ووفقا لاحتياجات العملية، يستخدم مبدأ واحد في بعض الأحيان بمفرده، وأحيانا تستخدم عدة مبادئ في وقت واحد.