Отопление сжиженным газом — создай свой автономный дом. Как делают газ сжиженный газ

Использование сжиженного газа в качестве топлива (отопление, метан и этан)

Сжиженный газ является одним из наиболее распространенных альтернативных видов топлива, используемых в современном мире.

На самом деле, во многих местах, это вовсе и не альтернативное топливо: в некоторых районах Индии и некоторых сельскохозяйственных районах Соединенных Штатов, да и в России, во многих не сильно индустриализированных населенных пунктах сжиженный газ используют для отопления и приготовления пищи. Когда вы готовите на природе, в походах или на заднем дворике вашего дома с помощью гриля или походной плиты, вы пользуетесь сжиженным газом.

Известный своей универсальностью и эффективностью, сжиженный газ является привлекательным источником энергии для населения, которое устало от огромных счетов за отопление и резкого повышения цен на газ. В этой статье мы узнаем, как получают сжиженный газ, для чего его используют и как можно переделать автомобиль для работы на этом более легком и дешевом топливе.

Что такое сжиженный газ?

Есть два вида газа, которые могут храниться в жидкой форме под умеренным давлением – это пропан и бутан. Также изобутан, имеющий такую же простую химическую формулу как бутан, но другой химической структуры. Как правило, бутан и изобутан смешивают с пропаном в различных пропорциях, в зависимости от цели использования топлива. Пропан - практичное топливо, точка его кипения составляет -42 С. Это означает, что даже при очень низких температурах оно быстро испаряется, стоит лишь извлечь его из герметичного контейнера.

Это означает возможность полного сгорания топлива без многочисленных приборов для выпаривания и смешивания с воздухом. Простого выпускного отверстия будет достаточно. Точка кипения бутана составляет примерно -0,6 С, и это означает, что он не испаряется при низких температурах. Вот почему бутан имеет более ограниченное применение и не используется в чистом виде, только вместе с пропаном. Примерно 450 грамм пропана может сгенерировать 21548 BTU (1 BTU =0,252 ккал) энергии, в то время как бутан производит 21221 BTU.

Для сравнения, ниже приведена таблица эффективности сгорания жидких газов по сравнению с другими традиционными видами топлива:

• Пропан: 21500 BTU / 450 грамм
• Бутан: 21200 BTU / 450 грамм
• Бензин: 17500 BTU / 450 грамм
• Уголь: 10000 BTU / 450 грамм
• Дерево: 7000 BTU / 450 грамм

В следующем разделе мы узнаем, откуда берется сжиженный газ.

Этан и метан

К сжиженным газам иногда относят всякий горючий газ, который находится в газообразном состоянии при нормальных температурах и давлении – т.е. газы с точкой кипения близкой к средней температуре атмосферы Земли. Исходя из вышесказанного, как этан, так и метан являются жидкими газами. Однако, по данным из энциклопедии LP Gas Man's Encyclopedia of Methods and Equipment, давление, необходимое для разжижения (этана и метана) и количество металла, необходимого для поддержания их под этим давлением, делает их использование экономически невыгодным.

Источники сжиженного газа

Как нефть и природный газ, сжиженный газ является ископаемым топливом. Его могут добывать из нефти и природного газа путем рафинирования, тем же способом, что добывают бензин из неочищенной нефти. Хотя большинство энергетических компаний не занимаются сжиженными газами всерьез, тем не менее, производят их, поскольку они являются побочным продуктом процесса переработки других видов топлива. Если энергетическая компания и добывает природный газ из земли, то в 90 процентов случаев это метан. Остальное - в виде различных сжиженных газов, которые отделяют от метана до того как он поступит в трубопроводы, а затем и в наши дома. Количество сжиженных газов, которое получают из природного газа колеблется, но как правило составляет от 1 до 3 процентов.

Сжиженный газ так же получают из неочищенной нефти. Производственный выход сжиженных газов при процессе переработки составляет около 3 процентов, а если НПЗ был переоборудован с целью сосредоточиться на добыче сжиженных газов, то цифра может увеличиться и до 40 процентов. Далее мы узнаем о применении сжиженного газа.

Открытие сжиженного газа

Первоначально, у газовой промышленности были проблемы с примесями, содержащимися в газе. Пропан и бутан легко испарялись и создавали более высокое давление паров при хранении и транспортировки природного газа. Сначала было решено просто "выветрить" природный газ, что позволило бы сжиженному газу испариться и уйти в атмосферу. Доктор Вальтер Снеллинг, изобретатель и ученый, который работал в Геологической службе США, в 1910 году начал экспериментировать с конденсированной формой этих “ненужных” веществ. К 1911 году он создал образцы пропана и бутана и представил систему хранения и распределения этих видов топлива. В 1913 году он получил патент на свой метод получения жидких газов.

Универсальное топливо

Сжиженный газ безопасен и его просто хранить, что делает его мобильным. Он имеет достаточно широкий спектр применений, с некоторыми из них вы вероятно встречались и сами. Например, в одноразовых бутановых зажигалках используется сжиженный газ, содержащий смесь бутана и изобутана. Также с сжиженным газом мы сталкиваемся при использовании бытовых газовых баллонов, походных газовых горелках или "домах на колесах”. В многоразовых бытовых баллонах используется пропан, им же можно разжечь печь в “доме на колесах”, подогреть бак с холодной водой или даже заставить работать холодильник и морозильник.

Небольшие баллоны с пропаном можно купить практически в любом бытовом магазине. Выпускные отверстия у баллонов стандартные, так что их можно прикрепить к походной плитке, фонарям, небольшим водонагревателям и ряду других приспособлений. Пропан поможет в любой ситуации, когда потребуется топливо. Сжиженный газ можно найти на судах, охотничьих домиках, сельских районах или садоводчестких хозяйствах которые не охвачены услугами энергетических компаний. В таких странах как Индия, где в некоторых крупных городах нет качественного природного газа или другого топлива, сжиженный газ является основным товаром на энергетическом рынке.

Для отопления и приготовление пищи вместо нефти и угля используют пропан. Сжиженный газ можно использовать не только для домашних нужд и отдыха. Многие отрасли промышленности используют его в качестве источника тепла для металлообработки, обработки стекла или керамики. Многие промышленные погрузчики заправляют сжиженным газом, поскольку он производит достаточно энергии, чтобы поднимать тяжелые грузы, не выбрасывая при этом дымов и загрязняющих веществ в замкнутом пространстве склада. Так же набирает обороты использование сжиженных газов в автомобильной индустрии. Автомобили, созданные или переоборудованные для езды на сжиженном газе становятся все более и более популярными. Причину мы узнаем следующем разделе.

Использование сжиженного газа в автомобилях

По данным Всемирной Ассоциации сжиженных газов (WLPGA), более 9 миллионов автомобилей в 38 странах работают на этом топливе. Это абсолютно не новая идея: автомобили, работающие на пропане, существуют уже несколько десятилетий. Преимуществом является сокращение выбросов: по сравнению с бензином - на 50% меньше окиси углерода, на 40% меньше углеводородов, на 35% меньше окиси азота (NOx) и на 50% меньше озона. Используемый в автомобилях сжиженный газ может обойтись значительно дешевле, чем бензин. Он является высокооктановым топливом, и предлагает производительность сопоставимую с бензином и дизельным топливом. Многие владельцы утверждают, что автомобиль использующий газобалонное оборудование (ГБО) работает более гладко, в результате компоненты двигателя изнашиваются не так быстро.

Самый простой способ начать использовать пропан - купить автомобиль, способный ездить на газе. Широкий круг производителей, в том числе и крупнейшие американские автомобильные компании Ford, General Motors и Daimler-Chrysler, предлагают такую возможность в некоторых моделях. Как правило, этих автомобилей нет в салонах – их нужно заказывать. В большинстве случаев нет заводских моделей, способных ездить на сжиженном газе, но эту опцию можно заказать на заводе. Вот примеры моделей, приспособленных к езде на сжиженном газе: Ford Crown Victoria, Dodge Ram, Ford F-150, Chevrolet Cavalier и Toyota Camry.

Редко (в Европе чаще) производят автомобили, которые способны ездить исключительно на газе. Двигатель специально разработан и приспособлен к максимально эффективной работе на пропане, что приводит к снижению износа двигателя и увеличивает пробег. Однако многие потребители обеспокоены тем, что газозаправочные станции трудно найти. По этой причине большинство автомобилей, приспособленных к езде на сжиженном газе, имеют двойную топливную систему - один бак для бензина, другой для пропана.

По мере необходимости системы автоматически переключаются с одной на другую, что позволяет владельцам автомобиля использовать экологичный и дешевый пропан, когда он доступен или быстро заполнить бак бензином на ближайшей автозаправке. Насколько трудно найти газозаправочную станцию? На самом деле, абсолютно не сложно. В отличие от некоторых других альтернативных видов топлива (например, водорода), уже существует большая и надежная инфраструктура для автомобилей, работающих на пропане.

Преобразование автомобиля для работы на сжиженном газе

Процесс преобразования автомобиля для работы на пропане подразумевает прекрасное знание автомобильных систем. Некоторые компании предлагают наборы, которые содержат все необходимое для осуществления трансформации. Лицам, не имеющим достаточных знаний в этой области, следует найти опытного механика. Хотя пропан и безопасен, но если система установлена неправильно, могут возникнуть проблемы с техникой безопасности.

Первым шагом является выбор бака. Как правило, устанавливают двухтопливную систему, то есть Вам не нужно заменить старую систему, просто добавиться вторая. Таким образом, бак для пропана займет некоторое место в багажнике автомобиля. Баки могут иметь форму "торпеды" или " пончика". Как правило, баки в форме торпеды имеют большую вместительность, но также требуют больше места в автомобиле. Баки в форме пончика имеют форму, позволяющую занять место запасного колеса. Они меньше по размеру, но Вам придется пожертвовать своей запаской. На больших автомобилях можно установить одновременно несколько баков для увеличения вместительности. После того как бак установлен, в кузове автомобиля нужно проделать отверстие для заправки газом, как правило рядом с горловиной бензобака или в задней части кузова.

Идеальное расположение потребует минимального количества трубок для подсоединения к баку. Сами по себе, топливные трубки являются медными, что придает им определенную гибкость, при подсоединении. Бак должен быть подключен к заправочной горловине, провода должны проходить по днищу автомобиля к двигателю. Электромагнитный клапан должен быть установлен на топливной магистрали между баком и двигателем. Этот клапан перекрывает подачу газа, когда машина работает на бензине или когда двигатель не работает. Он также имеет встроенный фильтр, который устраняет любые примеси, находящиеся в топливе.

Следующий важный компонент называется регулятором или вапоризатором. Это устройство берет на себя одну из функций карбюратора в бензиновом двигателе - он использует тепло от охлаждающей жидкости, чтобы привести пропан в газообразное состояние. Регулятор включает в себя электронную схему, которая сокращает подачу газа в случае остановки двигателя. Регулятор как правило меньше, чем карбюратор, так что найти место для него в моторном отсеке не составит труда. Другую часть функций карбюратора берет на себя смешивающий прибор, установленный во впускном коллекторе. Прибор получает информацию от датчиков автомобиля или блока управления двигателем и контролирует количество газа, поступающего в цилиндры.

Система должна быть подсоединена к электрической системе автомобиля для функционирования топливомера и автоматического переключения баков (с помощью ручного переключателя на панели приборов). Должна быть установлена связь с блоком управления, чтобы регулятор работы двигателя был приспособлен к различным параметрам топлива. Автомобилям с электронной системой впрыскивания топлива, возможно, потребуется электронный эмулятор.

Когда машина работает на газе, топливный инжектор не будет направлять информацию остальным датчикам автомобиля, загорится контрольный сигнал двигателя и даст неправильные диагностические показания. Эмулятор позволяет игнорировать эти сигналы и блок управления может работать должным образом. Комплекты для трансформации поставляются с более подробными инструкциями, это лишь краткий обзор. Далее мы узнаем, насколько безопасен это сжиженный газ.

Внимание: Это не руководство к действию, не нужно срываться и бежать переделывать автомобиль! Информация дана для общего представления о процессе. Если у вас нет опыта работы с автомобильными топливными и электрическими системами, настоятельно рекомендуется обратиться к специалистам.

Безопасность и хранение

На самом деле, по сравнению с другими видами топлива, жидкие газы весьма безопасны. Пропан имеет высокую температуру воспламенения (около 450-510 С) по сравнению с бензином (257 С). Этот факт снижает вероятность самопроизвольного возгорания. Кроме того, из-за давления необходимого для поддержания пропана в жидком виде, баллоны используемые для хранения пропана прочнее бензобаков. Специальный клапан отсечки топлива увеличивает коэффициент безопасности.

Вот некоторые рекомендации по хранению сжиженного газа. Важно помнить, что баки с пропаном, на самом деле не бывают пустыми. При заполненном баке, большое количество пропана (только в жидкой форме) находится под давлением. Но при нормальном давлении, не весь пропан сжиженный – небольшое его количество находится в газообразном состоянии и занимает часть пространства в баке. Чем больше пропана, тем быстрее падает давление, оставляя меньшее количество пропана в сжиженном виде и больше пропана в газообразном состоянии.

Баллоны должны быть заполнены лишь на 80 процентов. Изменение температуры может привести к изменению давления внутри бака. Если вы заполните целый бак прохладным, пасмурным днем, и оставите автомобиль на следующий день на солнце, то повышение температуры приведет к увеличению давления в баке, что может привести к взрыву, даже при запасе свободного объема в 20 процентов.

Источник: Авто Релиз.ру.

autorelease.ru

Сжижение природного газа: сжиженный метан

Природные газы в большом количестве содержат метан (до 98%), который при средних давлениях и низких температурах может быть превращен в жидкость – так называемый сжиженный метан. Метан также в значительных количествах (до 97%) содержится в попутном нефтяном газе. После выделения из последнего тяжелых углеводородов он также может быть превращен в сжиженный метан.

Главное преимущество сжиженного метана состоит в том, что каждый кубометр его при атмосферном давлении и температуре –161,45°С занимает в 600 раз меньший объем, чем в газообразном виде. Кроме того, запасы сжиженного газа можно создать в любом пункте независимо от геологических условий. Транспорт сжиженного газа позволяет осуществить широкую международную торговлю газом путем морских поставок его в танкерах. Ниже приведены некоторые свойства чистого сжиженного метана.

Свойства сжиженного метана
Показатель	Значение
Молекулярный вес	16,04
Относительный удельный вес	0,555
Критическая температура	–82,5°С
Критическое давление	45,8 кг/см2
Точка кипения при атмосферном давлении	–161,5°С
Плотность сжиженного газа (жидкая фаза при температуре точки кипения)	415 г/л
Плотность газовой фазы:
при температуре точки кипения	1,8 г/л
при 0°C	0,045 г/л
Теплота испарения	122-138 кал/г
Теплосодержание	73,27 ккал/г

После выделения из попутного нефтяного газа высших углеводородов (пропан + высшие) он может направляться на установку снижения для получения сжиженного метана. Процессы получения сжиженного метана из природного газа и из отбензиненного попутного нефтяного газа одинаковы.

Значение теоретически минимальной работы является функцией только первоначального состояния газа и конечного состояния жидкости и не зависит от вида применяемого процесса.

Формула для определения теоретически минимальной работы имеет следующий вид:

Wr = T0 · ΔS – ΔH, где

Wr– минимальная (или обратимая) работа;

T0 – температура окружающей среды, в которую может быть отведено тепло;

ΔS – уменьшение энтропии при переходе газа от начального до конечного состояния;

ΔH – уменьшение энтальпии при переходе газа от начального состояния до конечного.

Вычисленная по этой формуле теоретически минимальная работа, которая требуется для превращения чистого метана, находящегося под давлением 34 кг/см2 и при температуре 38°С, в жидкость при атмосферном давлении и температуре –161,5°С, составляет 117 квт·ч/100 м3 сжиженного газа.

Действительные затраты работы будут находиться в пределах 285÷632 квт·ч/100 м3 сжиженного газа и зависят главным образом от цикла, используемого для сжижения. Считают, что величина 285 квт·ч/100 м3 сжиженного газа близка к экономически минимальному значению.

Ряд патентов в США по сжижению, хранению и транспортировке газа в сжиженном состоянии известны еще с 1914 года. А первые попытки промышленного использования процессов сжижения относятся к 1941 году.

Способы сжижения природного газа

1. Классический каскадный цикл с последовательным использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана путем последовательного снижения их температуры кипения.
2. Цикл с двойным хладагентом – смесью этана и метана.
3. Расширительные циклы сжижения.
4. Новый способ «объединенный» автохолодильный каскадный цикл (ARC), в котором производится ступенчатая конденсация углеводородов с использованием их в качестве хладагентов в последующей ступени охлаждения при циркуляции неконденсирующегося азота.

Преимущество этого нового способа, испытываемого на опытной установке в Нанте (Франция) мощностью 28,3 тыс.м3/сутки, заключается в том, что отсутствует стадия получения и хранения хладагентов, и они извлекаются непосредственно в процессе сжиженияе природного газа. Процесс требует меньших капитальных затрат в сравнении с обычным каскадным циклом, так как необходима только одна машина для циркуляции хладагентов и меньшее число теплообменников.

Каскадная схема, в которой раздельно используются три хладоагента с последовательно снижающейся температурой кипения, требует больших капитальных, но меньших эксплуатационных затрат. Эта схема была последовательно усовершенствована; в настоящее время чаще применяется смесь хладоагентов; новая схема называется самоохлаждающей, так как часть хладоагента – этан и пропан – получаются из сжижаемого природного газа. Капитальные затраты при этом несколько ниже. В большинстве случаев в каскадных схемах используются поршневые компрессоры, сравнительно дорогостоящие как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам.

Расширительные схемы представляют существенный интерес, так как в них могут использоваться центробежные, более экономичные, машины, но расширительные циклы требуют затрат энергии на 20-30% больших, чем каскадные. Охлаждение достигается изоэнтропийным расширением метана в турбодетандере. Поток газа, предварительно очищенного от воды, углекислого газа и других загрязнений, сжижается под давлением за счет теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Для получения одной части жидкости необходимо подвергнуть сжатию и расширению примерно 10 частей газа.

Интересная модификация расширительной схемы может быть получена при подаче потребителю газа значительно более низкого давления, чем в питающем трубопроводе. Тогда за счет расширения поступающего из трубопровода газа можно получить дополнительное количество СПГ в количестве около 10% подаваемого газа. При этом экономятся капитальные затраты на компрессоры и эксплуатационные расходы на их обслуживание.

Источник: «Производство и использование сжиженных газов за рубежом (Обзор зарубежной литературы)» (Москва, ВНИИОЭНГ, 1974)

 

lngas.ru

Использование баллона со сжиженным газом. Как используется, что такое сжижение, цена.

Где можно использовать сжиженный газ

Большое количество людей хотя бы раз в жизни сталкивалось с использованием баллона со сжиженным газом. Это баллон, природный газ в котором находится в сжиженном состоянии. Топливо такого типа получило большое распространение во многих сферах человеческой деятельности, среди которых можно выделить:

• Использование как топливо для бытовых газовых печей в частных или загородных домах;
• Использование как замена бензина в автомобилях и грузовиках;
• Использование как топливо для генераторов электричества;
• Использование в таких видах промышленности, где необходимо наличие высоких температур при прохождении технологических процессов.

Как и для чего сжижается природный газ

Сжижение природного газа происходит способом перевода природного газа в жидкое состояние путем его охлаждения. Этот процесс проходит несколько стадий:

• Очистка природного газа путем специфических химических реакций;
• Сжатие природного газа в специальных установках;
• Охлаждение природного газа в холодильных установках при разных температурах в зависимости целей его дальнейшего использования.

Стоит отметить, что процесс сжижения природного газа требует больших энергетических затрат.

Сжижение природного газа происходит для его консервирования на случай непредвиденных ситуаций, для транспортировки в места, где невозможно проведение газопроводных магистралей.

Резервуары или баллоны для хранения сжиженного газа устроены по принципу сосуда Дьюара. Давление, которое выдерживает баллон, природный газ создать не может даже при сжатии в несколько десятков атмосфер.

Сколько литров газа в кубе

Для расчета количества сжиженного газа используются такие единицы как куб. Переводить эту единицу в литры довольно просто. Один куб приравнивается к тысяче литров.

Цена на сжиженный газ в России составляет 0.35 евро. Для сравнения в Украине этот показатель составляет 0.53 евро, а в странах Европы от 0.6 евро и выше.

ogodom.ru

Отопление сжиженным газом - создай свой автономный дом

Отопление сжиженным газом пригодится для создания полностью автономного дома. В наших реалиях не всегда имеется возможность прогреть сельский дом, используя природный газ. Если давление упадет ниже критической отметки 3-4 атмосфер, то большая часть котлов (часто – импортных) банально не могут включиться. Но, если использовать, в качестве альтернативы, котел отопления на сжиженном газе, который можно купить заранее и привезти на свой приусадебный участок, то проблема отопления сельского дома в зимний период автоматически снимается!

Как использовать сжиженный газ для отопления дома

В последнем важно определиться с главной составляющей – газобаллонным оборудованием, специально выпускаемым для этих целей. Лучшим выбором окажется газовый баллон из стали марки Ст3сп, которая способна как выдерживать серьезное давление до 15 атмосфер, так и отличаться низкой ценой, благодаря которой любой баллон, емкость которого часто доходит до 6 куб/м, может позволить купить даже небогатый владелец приусадебного участка и эксплуатировать на протяжении нескольких десятилетий.

Вышеуказанное ГБО ценно тем, что использует только сжиженный газ в виде смеси из пропан-бутана. Коренное преимущество данной смеси состоит в том, что она обладает высокой калорийностью, тогда как стоимость поддерживается на достаточно низком уровне. В ситуации, когда вышеуказанное топливо заканчивается, вполне можно сжигать и предельно дешевый бутан, который можно найти даже у большегрузных автомобилей, оснащенных ГБО. В последнем случае, достаточно иметь специальный шланг, через который топливо из машины сможет аккуратно переливаться в баллон, установленный на приусадебном участке.

Отопление частного дома сжиженным газом

Помимо топливного баллона, для того, чтоб обеспечить функциональное газовое отопление сжиженным газом понадобится и дополнительный редуктор. С помощью последнего высокое давление газа стабилизируется до нормального (атмосферного) уровня и только затем подается напрямую в дом. Далее вся топливная система подключается к основному отопительному котлу. Переоборудование под сжиженный газ требует специальных модулируемых горелок – только в этом случае можно гарантировать, что газ при горении не будет чадить!

При наличии давления природного газа в газовой магистрали, модулируемая горелка с легкостью переводится на другой вид газового топлива. В любом случае, переоборудование дома под сжиженный газ считается экономически рентабельным решением – на нем можно с легкостью готовить пищу. Покупать бытовые версии баллонов емкостью 20 кг, заправленные, в лучшем случае, на 2/3, более не придется. Достаточно заправить вышеуказанный топливный баллон, емкость которого часто варьируется в пределах 4-6 куб/м, как его хватит не только для полноценного отопления, но также и для приготовления пищи!

kayrosblog.ru

Сжиженный природный газ (LNG) как автомобильное топливо

Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.

Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.

Получение и хранение сжиженного природного газа

Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.

СПГ производят путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до точки сжижения -162° по Цельсию. В процессе сжижения от газа отделяются и отфильтровываются кислород, сера, азот, двуокись углерода и вода. Поэтому полученный продукт отличается высокой чистотой. После сжижения газ транспортируется в жидком состоянии и в пункте назначения может быть опять восстановлен в газообразную фазу на специальных СПГ терминалах (регазификация).

В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).

В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.

Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.

Хранится сжиженный природный газ при давлении от 3 до 10 бар в емкостях с вакуумной изоляцией. Температура хранения варьируется в зависимости от состава газа и давления. При атмосферном давлении температура СПГ не должна превышать -162° C.

Сжиженный природный газ как автомобильное топливо

Одним из главных преимуществ СПГ является снижение выбросов СО2 и других парниковых газов (до 30% по сравнению с бензином и дизтопливом). Это делает его весьма востребованным в контексте общей тенденции к более экологичным энергетическим решениям. Применение СПГ также позволяет укладываться в строгие современные нормы выбросов, чего не удается достичь с другими видами топлив.

Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.

Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.

Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.

Устройство топливной системы автомобиля на СПГ

Устройство системы Westport HPDI 2.0

В качестве примера рассмотрим топливную систему HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection) канадской компании Westport – ведущего производителя оборудования для сжиженного природного газа. Система HPDI 2.0 заменяет приблизительно 95% дизельного топлива природным газом. Технология Westport HPDI является единственной, которая максимально использует природный газ, сохраняя при этом мощность, крутящий момент, КПД и топливную эффективность, достигаемые при работе на дизтопливе. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы, так как природный газ намного дешевле. Установка HPDI 2.0 не требует никакой переделки основных компонентов стандартного дизельного мотора. Ее также можно легко приспособить для работы на сжатом природном газе.

Устройство системы Westport HPDI 2.0

Основой топливной системы двигателя является инновационная форсунка с двойной концентрической иглой, разработанная в сотрудничестве с Delphi. Она позволяет впрыскивать под высоким давлением в камеру сгорания небольшое количество дизельного топлива и большие объемы природного газа. Природный газ подается в конце такта сжатия. Однако для его воспламенения при давлении, которое обеспечивает обычный дизельный двигатель, требуется более высокая температура. Поэтому для облегчения воспламенения в цилиндр предварительно впрыскивается небольшое количество дизельного топлива с последующим основным впрыском природного газа. Горящее дизтопливо мгновенно поджигает горячие продукты сгорания в цилиндре, а те, в свою очередь, впрыскиваемую следом порцию природного газа.

Сжиженный природный газ хранится в специальном баке, в котором смонтирован оригинальный криогенный насос. Из бака газ подается в испаритель, использующий тепло охлаждающей жидкости двигателя. На выходе из испарителя газ имеет температуру около 40° C при давлении 30 МПа. Далее газ фильтруется и направляется в модуль топливоподготовки, а затем подается к форсункам.

avtonov.info

---

• 
  Аккумулятор утилизация
• 
  Умная зарядка
• 
  Фото светодиодное освещение
• 
  Cos 0 9
• 
  Магниты для счетчика
• 
  Сварочный полуавтомат фото
• 
  Розетка внешняя
• 
  Начало отопительного сезона в череповце 2018
• 
  Жидкости и ткани организма как проводники электричества второго рода
• 
  Когда в ярославле дадут отопление в 2018 году
• 
  Как правильно заполнить квитанцию за электроэнергию