氣體液化是指將氣體轉變為液體（凝結）的過程，涉及一系列熱力過程，旨在使氣態工質冷卻到所需的低溫，并補償系統的冷損，以獲得液化氣體。這一過程通常需要多個壓縮和膨脹步驟，有時還會使用渦輪膨脹機。
簡介
氣體液化循環與制冷循環不同，后者的目的是制取冷量，工質進行封閉熱力學循環。而在液化循環中，氣態低溫工質既起制冷劑的作用，本身又被液化，部分或全部地作為液態產品從低溫裝置中輸出。這些液態產品可用于需要保持低溫的過程，如低溫試驗中的冷卻劑，或用于氣體分離過程，如液態空氣分離為氧、氮等。氣體液化循環是一個開式循環。
液化過程在科學、工業和商業應用中都有廣泛的用途。例如，液化石油氣的儲存、制冷和空氣調節系統中的應用。氣體在冷凝管中液化時會釋放汽化熱，然后在蒸發器中蒸發，吸收汽化熱。氨是最早使用的制冷劑，盡管在住宅和商業應用中已被其他制冷劑所取代，但在工業冷凍中仍然常用。
在醫療領域，液態氧用于為有呼吸問題的病患提供氧氣，液氮用于低溫手術，如精液冷凍。氯氣用于水處理，包括水的凈化、工業廢料處理、污水和泳池的凈化，以及紙漿和紡織品的漂白等。此外，液氯還用于制造四氯化碳、二元醇和其他有機化合物。
氦的液化是通過林德－漢普遜循環進行預冷的過程，這一發現使得海克·昂內斯獲得了1913年的諾貝爾獎。液氦在一般大氣壓力下的沸點是4.22 K（?268.93 °C），當溫度低于2.17 K時，液態的4He會變成超流體，擁有零黏度和其他特殊性質。
空氣的液化可以通過林德集團過程或克洛德過程實現。林德過程中，空氣經過反復的壓縮、冷卻和膨脹，每次膨脹后溫度都會降低，最終液化成液態空氣。克洛德過程則涉及在兩個腔室中進行二次等膨脹，空氣在膨脹過程中對外作功，帶動膨脹渦輪。商用空氣液化裝置通常在超臨界壓力下壓縮空氣，以避免液態空氣破壞渦輪。最后，空氣在熱膨脹閥中進行等膨脹并液化。通過這些過程，可以從空氣中分離出氮、氧、以及其他稀有氣體。
參考資料 >