Metodos De Licuefaccion De Gases

Métodos Licuefacción de Gases 
La licuefacción de un gas se realiza enfriando hasta que alcanza su temperatura de condensación quitando entonces el calor latente de vaporización.
Mejoró la eficiencia y bajo los costos de la producción del aire líquido, por su importancia en la producción de oxígeno, nitrógeno y gases raros.
Así un estudio de procesos de licuefacción incluirán y compararánvarios métodos prácticos de licuefacción. 

I.- Proceso de Licuefacción de un Gas Ideal
La meta en la licuefacción de gases es hacer el proceso con el menor gasto de energía.
El punto óptimo de funcionamiento de un licuefador será obtenido en un proceso termodinámicamente reversible. Tal proceso se muestra en el siguiente diagrama de temperatura y entropía.
Se asume que se trata de un proceso deflujo continuo. El proceso parte con el gas con una cierta presión inicial, este es comprimido isotermalmente, el calor de compresión es absorbido por un disipador de calor. La compresión isotermal es seguida por una expansión isentrópica en la cual el trabajo producido por el motor de expansión es devuelto para ayudar con la compresión isotermal. La presión es elegida para obtener líquido despuésde la expansión.

II.- Licuefacción del Aire 

Proceso Hampson 
Aire limpio y seco con presión entre los 2000 - 3000 libras por pulgada cuadrada entra al cambiador de contracorriente, el fluido pasa a alta presión por el cambiador, y es expandido aproximadamente sobre la presión atmosférica pasando a través de la válvula de expansión.
El enfriamiento Joule - Thomson sobre la expansión causauna baja de temperatura, y el aire expandido frio es obligado a pasar a través de pasos de baja presión del cambiador de calor, donde se refresca a la entrada de la secuencia de alta presión. Así la temperatura en la válvula es bajada progresivamente hasta que la temperatura de licuefacción es alcanzada.

Proceso Hampson con Preenfriador 
Para mejorar la eficiencia del Proceso de Hampson, seusa aparte un sistema de refrigeración para bajar la temperatura inicial del aire admitido en el intercambiador de calor, logrando con esto que las evoluciones de condensación y evaporación estén más cercanas al proceso reversible.

Proceso Linde de Altas Presiones 
Este proceso es más avanzado en cuanto a eficiencia, y más barato que el proceso de Hampson.
En este proceso el aire que circulaes expandido desde 200 atm hasta 40 atm y devuelto vía intercambiador de calor al compresor. Entonces el trabajo de compresión es aproximadamente proporcional al logaritmo de la razón de las presion p2/p1, mientras el enfriamiento Joule - Thomson es proporcional a la diferencia de las presiones, éste proceso, por incremento de p1, produce refrigeración más barato que en el proceso de Hampson.Proceso Claude 
En este proceso una gran parte del aire es expandido en un motor, el cual transfiere la energía producida por la expansión fuera del sistema. El diseño es el más eficiente porque la energía producida por la expansión del motor es usada para ayudar la compresión del aire entrante.
La energía así quitada del aire expandido representa la refrigeración extra producida en el ciclo.Licuefador de Aire de Kapitza 
Este proceso utiliza una turbina expansora y un regenerador, los cuales sirven para el propósito dual de enfriar y purificar el aire. En esencia esta es una variación al ciclo de Claude, pero porque introduce muchas innovaciones e incluye información no disponible por otro lado, merece un tratamiento separado.
El aire desde el compresor hasta el sitio de temperaturay presión de 7 atmosferas entran bajo uno de los dos regeneradores paralelos, donde es progresivamente enfriado y las impurezas ( agua y CO2 ) son depositadas en la superficie fria del regenerador. Después de pasar a través del regenerador el aire dividido en dos secuencias. La mayor parte del aire pasa a través del ecualizador de temperatura y luego a través de la turbina de expansión, donde...