Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο είναι Ορισμός, σύνθεση, ιδιότητες

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα σύγχρονα προσωπικά, επιβατικά και εμπορευματικά οχήματα κινούνται, φυσικά, με πετρέλαιο. Ωστόσο, μερικές φορές τα αυτοκίνητα μπορούν να γεμίσουν με συμπιεσμένο φυσικό αέριο. Αυτό το καύσιμο έχει, πρώτα απ 'όλα, το πλεονέκτημα ότι μπορεί να θεωρηθεί το πιο οικονομικό αυτοκίνητο αυτή τη στιγμή.

Ορισμός και τι είναι

Μέχρι το 1994, το συμπιεσμένο αέριο ονομαζόταν απλώς υγροποιημένο φυσικό αέριο. Προς το παρόν, μεταξύ των αυτοκινητιστών, αυτός ο τύπος καυσίμου είναι αρκετά δημοφιλής. Είναι ένα συνηθισμένο φυσικό αέριο μεθάνιο CNG, συμπιέζεται σε ειδικό εξοπλισμό σε πίεση 20 MPa και γεμίζεται σε φιάλες. Τα τελευταία τοποθετούνται περαιτέρω απευθείας στο αυτοκίνητο και περιλαμβάνονται στο σύστημα καυσίμου του.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Έτσι το συμπιεσμένο φυσικό αέριο είναι απλώς υγροποιημένο μεθάνιο. Τα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου καυσίμου, εκτός από την εξοικονόμηση χρημάτων,έχει μάζα. Τα πλεονεκτήματα του CNG, μεταξύ άλλων, περιλαμβάνουν:

• αύξηση στη διάρκεια ζωής του κινητήρα λόγω απουσίας αιθάλης;
• περιβαλλοντική ασφάλεια;
• μείωση θορύβου κινητήρα;
• αξιοπιστία.

Φυσικά, το συμπιεσμένο αέριο ως καύσιμο έχει ορισμένα μειονεκτήματα. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα:

• υψηλό κόστος μετατροπής αυτοκινήτου σε βενζίνη;
• μεγάλες διαστάσεις δεξαμενών CNG;
• μερική απώλεια ισχύος κινητήρα;
• πιθανή μυρωδιά αερίου.

Πώς να λάβετε

Υγροποιήστε το φυσικό αέριο μεθάνιο σε σταθμούς χρησιμοποιώντας ειδικούς συμπιεστές. Αποθηκεύεται και μεταφέρεται σε δεξαμενές αποθήκευσης ειδικού σχεδιασμού. Στην πραγματικότητα, το φυσικό αέριο τροφοδοτείται στα πρατήρια CNG με τον συνήθη τρόπο - μέσω κεντρικών αγωγών. Σε τέτοιους σταθμούς, βέβαια, πρέπει να τηρούνται διάφορα πρότυπα μεταφοράς, προετοιμασίας, αποθήκευσης και έγχυσης συμπιεσμένου φυσικού αερίου. Το GOST 27577-2000 είναι ένα έγγραφο σύμφωνα με το οποίο πρέπει να εκτελούνται όλες αυτές οι λειτουργίες.

Σύνθεση CNG

Το CNG κατασκευάζεται έτσι από συνηθισμένο μεθάνιο με συμπίεση. Κατά συνέπεια, έχει την ίδια σύνθεση. Είναι δηλαδή ένα μείγμα υδρογονανθράκων CnH2n+2. Το κύριο συστατικό του CNG, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι το μεθάνιο CH4. Η περιεκτικότητά του στο συμπιεσμένο αέριο είναι περίπου 98%. Οι βαρύτεροι υδρογονάνθρακες μπορούν επίσης να είναι συστατικά CNG:

• αιθάνιο C₂N_6;
• βουτάνιοS₄N_10;
• προπάνιο C₃H_8.

Μη υδρογονανθρακικές ουσίες μπορεί επίσης να περιέχονται σε ένα τέτοιο αέριο:

• υδρογόνο H_2;
• διοξείδιο του άνθρακα CO_2;
• ηλίου He;
• άζωτο N_2;
• υδρόθειο H_2S.

Σχηματίζεται φυσικό αέριο, το οποίο στη συνέχεια συμπιέζεται σε CNG, στα έγκατα της γης και είναι αποτέλεσμα αναερόβιας αποσύνθεσης της οργανικής ύλης. Αρχικά, αυτό το είδος ορυκτού δεν έχει χρώμα ή οσμή. Ωστόσο, το φυσικό αέριο, συμπεριλαμβανομένου του CNG, είναι μια εκρηκτική ουσία. Επομένως, πριν από τη χρήση, προστίθενται σε αυτό ειδικά πτητικά συστατικά με έντονη οσμή. Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορούν οι άνθρωποι να ανιχνεύουν γρήγορα διαρροές όταν εργάζονται με τέτοιο αέριο. Η μυρωδιά του CNG που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ πικάντικη ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

Απόδοση

Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο είναι ένας τύπος καυσίμου που χαρακτηρίζεται, μεταξύ άλλων, από σχετικά χαμηλό βαθμό κινδύνου πυρκαγιάς. Το κατώτερο όριο ανάφλεξής του είναι 645°C. Για τη βενζίνη, αυτός ο αριθμός, για παράδειγμα, είναι 550 ° C. Η επικίνδυνη συγκέντρωση CNG στον αέρα είναι 4-15% του όγκου του τελευταίου.

Επίσης φυσικό αέριο:

1. 1,6 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα. Δηλαδή, όταν διαρρέει, απλά ανεβαίνει γρήγορα και διαλύεται.
2. Μη τοξικό.

Σύμφωνα με τους κανονισμούς, αυτό το είδος καυσίμου ανήκει στην 4η κατηγορία ως προς την ευαισθησία. Προς τηνγια παράδειγμα, η ίδια βενζίνη θεωρείται πιο επικίνδυνη ουσία από αυτή την άποψη και ανήκει στα υλικά της κατηγορίας κινδύνου 3.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Έτσι, το συμπιεσμένο αέριο έχει θερμοκρασία ανάφλεξης 640-680 °C και αποτελείται κυρίως από υδρογονάνθρακες. Επίσης, τέτοιο καύσιμο χαρακτηρίζεται από τα ακόλουθα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά:

• μοριακό βάρος - 16,4;
• πολικότητα υπό κανονικές συνθήκες - 0,718 kg/m;
• απαιτούμενη ποσότητα αέρα για την καύση - 9,52.

Όταν το περιεχόμενο στον αέρα σε ποσότητα 5-6%, το μεθάνιο καίγεται σε πηγή θερμότητας. Σε συγκέντρωση 5-16%, το μείγμα μπορεί ήδη να εκραγεί. Εάν το μεθάνιο στον αέρα περιέχει περισσότερο από 14-16%, χάνει το χαρακτηριστικό του. Οι εκρήξεις του μείγματος μεθανίου έχουν τη μεγαλύτερη δύναμη σε συγκέντρωση αερίου στον αέρα 9,5%.

Στις ιδιαιτερότητες του φυσικού αερίου, μεταξύ άλλων, συγκαταλέγεται το γεγονός ότι έχει υψηλή αντοχή στην έκρηξη. Αυτό αποδίδεται επίσης στα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου καυσίμου. Λόγω της αντίστασης στα χτυπήματα του CNG, οι κινητήρες των αυτοκινήτων λειτουργούν πιο ομαλά από ό,τι όταν χρησιμοποιούν βενζίνη.

Επίσης, όταν στραγγαλίζετε ένα τέτοιο αέριο, για παράδειγμα, σε έναν μειωτήρα, η θερμοκρασία του πέφτει απότομα. Αυτό το χαρακτηριστικό του φυσικού αερίου ονομάζεται φαινόμενο Joule-Thomson. Εξαιτίας αυτού, το CNG απαιτεί υψηλό βαθμό ξήρανσης, ο οποίος πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη λειτουργία οχημάτων που χρησιμοποιούν αυτό το καύσιμο.

Απαιτήσεις

Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο είναι κυρίως ένας τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται για να λειτουργεί αρκετάσύνθετο στο σχεδιασμό σύγχρονων κινητήρων αυτοκινήτων. Προκειμένου να αποφευχθεί η βλάβη των κινητήρων και άλλων εξαρτημάτων, το CNG για αυτοκίνητα, φυσικά, πρέπει να χρησιμοποιείται αποκλειστικά καθαρό.

Σύμφωνα με τους κανονισμούς, για παράδειγμα, δεν επιτρέπονται υπολείμματα σκόνης και υγρών σε τέτοιο καύσιμο. Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο που χρησιμοποιείται για αυτοκίνητα πρέπει επίσης να έχει έναν ορισμένο βαθμό υγρασίας. Αυτή η απαίτηση οφείλεται πρωτίστως στο γεγονός ότι αν πέσουν κρουνοί σε τέτοιο καύσιμο σε ένα αυτοκίνητο, μπορεί να προκληθεί απόφραξη των καναλιών του συστήματος καυσίμου.

Στους σταθμούς ανεφοδιασμού αερίου, εκτός από την πραγματική συμπίεση που παρέχεται μέσω των αυτοκινητοδρόμων, το καύσιμο μπορεί, επομένως, να καθαριστεί επιπλέον. Για το σκοπό αυτό, οι σταθμοί CNG χρησιμοποιούν συνήθως ειδικό εξοπλισμό φιλτραρίσματος, ξήρανσης και διαχωρισμού.

ΣΕΛΙΔΑ

Τα αυτοκίνητα γεμίζουν με συμπιεσμένο φυσικό αέριο τις περισσότερες φορές στα πρατήρια καυσίμων CNG. Αλλά, δεδομένου ότι τα περισσότερα από τα αυτοκίνητα στην εποχή μας εξακολουθούν να κινούνται με βενζίνη, δεν υπάρχουν πάρα πολλά τέτοια πρατήρια στη χώρα αυτή τη στιγμή. Σε περιοχές απομακρυσμένες από πρατήρια καυσίμων CNG, ο ανεφοδιασμός των οχημάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κινητούς σταθμούς ανεφοδιασμού. Σε τέτοιους κινητούς σταθμούς, τοποθετείται ειδική εγκατάσταση κυλίνδρων αερίου τριών τμημάτων. Ταυτόχρονα, αυτός ο εξοπλισμός παρέχεται με μονάδες φόρτισης και διανομής αερίου για το δεξαμενόπλοιο.

Απαιτήσεις για φιάλες συμπιεσμένου φυσικού αερίου

Οποιοσδήποτε εξοπλισμός που έχει σχεδιαστεί για αποθήκευση, μεταφορά, άντληση ή χρήση CNG,Φυσικά, πρέπει να έχει μεγάλο περιθώριο ασφαλείας. Αυτό ισχύει επίσης για κυλίνδρους που είναι εγκατεστημένοι σε οχήματα για τέτοιου είδους καύσιμα. Τέτοια δοχεία ελέγχονται για καταστροφή πριν παραδοθούν προς πώληση:

• όταν πυροβολήθηκε από πυροβόλο όπλο;
• όταν πέφτεις από ύψος;
• υπό την επήρεια ανοιχτού πυρός;
• υπό την επίδραση ακραίων θερμοκρασιών και διαβρωτικών περιβαλλόντων.

Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, τις δεκαετίες του '90 και του 2000, από τις 1360 συγκρούσεις σε αυτοκίνητα, οι φιάλες αερίου χτυπήθηκαν σε τροχαία ατυχήματα. Ταυτόχρονα, ένα τέτοιο δοχείο δεν έχει υποστεί ποτέ σημαντικές ζημιές κατά τη διάρκεια ατυχήματος. Επομένως, τα οχήματα που λειτουργούν με συμπιεσμένο φυσικό αέριο θεωρούνται επί του παρόντος ακόμη πιο ασφαλής τρόπος μεταφοράς από τα αυτοκίνητα των οποίων οι κινητήρες λειτουργούν με βενζίνη ή ντίζελ.