Stlačený zemný plyn je Definícia, zloženie, vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 14:02

Vo väčšine prípadov moderné osobné, osobné a nákladné vozidlá jazdia, samozrejme, na ropné palivo. Niekedy však môžu byť autá naplnené stlačeným zemným plynom. Toto palivo má predovšetkým tú výhodu, že ho možno v súčasnosti považovať za najhospodárnejší automobil.

Definícia a čo to je

Do roku 1994 sa stlačený plyn nazýval jednoducho skvapalnený zemný plyn. V súčasnosti je tento druh paliva medzi motoristami veľmi populárny. Ide o CNG obyčajný zemný plyn metán, stlačený na špeciálnych zariadeniach na tlak 20 MPa a plnený do tlakových fliaš. Tie sa ďalej inštalujú priamo do auta a sú súčasťou jeho palivového systému.

Výhody a nevýhody

Stlačený zemný plyn je teda len skvapalnený metán. Výhody tohto typu paliva, okrem úspory peňazí,má hmotnosť. Medzi výhody CNG okrem iného patria:

• predĺženie životnosti motora v dôsledku absencie sadzí;
• environmentálna bezpečnosť;
• zníženie hluku motora;
• spoľahlivosť.

Stlačený plyn ako palivo má samozrejme určité nevýhody. Patria sem napríklad:

• vysoké náklady na prestavbu auta na plyn;
• veľké rozmery nádrží CNG;
• úbytok výkonu motora;
• možný zápach plynu.

Ako získať

Skvapalňujte zemný plyn metán na staniciach pomocou špeciálnych kompresorov. Skladuje sa a prepravuje v skladovacích nádržiach špeciálnej konštrukcie. V skutočnosti sa zemný plyn dodáva do plniacich staníc CNG bežným spôsobom - hlavným potrubím. Na takýchto staniciach sa samozrejme musia dodržiavať rôzne normy pre prepravu, prípravu, skladovanie a vstrekovanie stlačeného zemného plynu. GOST 27577-2000 je dokument, podľa ktorého sa musia vykonávať všetky tieto operácie.

Zloženie CNG

CNG sa teda vyrába z obyčajného metánu kompresiou. V súlade s tým má rovnaké zloženie. To znamená, že ide o zmes CnH2n+2 uhľovodíkov. Hlavnou zložkou CNG, ako už bolo spomenuté, je metán CH4. Jeho obsah v stlačenom plyne je asi 98 %. Komponenty CNG môžu byť aj ťažšie uhľovodíky:

• etán C₂N_6;
• butánS₄N_10;
• propán C₃H_8.

V takomto plyne môžu byť obsiahnuté aj neuhľovodíkové látky:

• vodík H_2;
• oxid uhličitý CO_2;
• helium He;
• dusík N_2;
• sírovodík H_2S.

V útrobách zeme vzniká prírodný plyn, ktorý sa následne stláča v CNG a je výsledkom anaeróbneho rozkladu organickej hmoty. Spočiatku tento typ minerálu nemá farbu ani vôňu. Zemný plyn vrátane CNG je však výbušná látka. Preto sa do nej pred použitím pridávajú špeciálne prchavé zložky so štipľavým zápachom. Je to potrebné, aby ľudia pri práci s takýmto plynom mohli rýchlo odhaliť úniky. Vôňa takto pripraveného CNG je veľmi štipľavá už pri nízkych koncentráciách.

Výkon

Stlačený zemný plyn je typ paliva, ktorý sa okrem iného vyznačuje relatívne nízkym stupňom nebezpečenstva požiaru. Jeho spodný prah vznietenia je 645 °C. V prípade benzínu je toto číslo napríklad 550 °C. Nebezpečná koncentrácia CNG vo vzduchu je 4-15 % jeho objemu.

Aj zemný plyn:

1. 1,6-krát ľahší ako vzduch. To znamená, že keď uniká, jednoducho rýchlo stúpa a rozptýli sa.
2. Netoxický.

Tento typ paliva patrí podľa predpisov do 4. triedy z hľadiska citlivosti. Komunapríklad rovnaký benzín sa v tomto ohľade považuje za nebezpečnejšiu látku a patrí do materiálov triedy nebezpečnosti 3.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Stlačený plyn má teda zápalnú teplotu 640-680 °C a pozostáva hlavne z uhľovodíkov. Takéto palivo sa tiež vyznačuje nasledujúcimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami:

• molekulová hmotnosť - 16,4;
• polarita za normálnych podmienok - 0,718 kg/m;
• potrebné množstvo vzduchu na spaľovanie - 9,52.

Pri obsahu vo vzduchu 5-6% metán horí pri zdroji tepla. Pri koncentrácii 5-16% už môže zmes explodovať. Ak metán vo vzduchu obsahuje viac ako 14-16%, stráca svoju vlastnosť. Výbuchy metánovej zmesi majú najväčšiu silu pri koncentrácii plynu vo vzduchu 9,5 %.

K zvláštnostiam zemného plynu okrem iného patrí aj to, že má vysokú detonačnú odolnosť. To sa pripisuje aj výhodám tohto typu paliva. Vďaka odolnosti CNG voči klepaniu bežia motory áut hladšie ako pri použití benzínu.

Pri priškrtení takého plynu napríklad v reduktore prudko klesá jeho teplota. Táto vlastnosť zemného plynu sa nazýva Joule-Thomsonov efekt. Z tohto dôvodu si CNG vyžaduje vysoký stupeň sušenia, čo je potrebné vziať do úvahy pri prevádzke vozidiel na toto palivo.

Požiadavky

Stlačený zemný plyn je predovšetkým typ paliva, ktorý sa používa na dostatočnú prevádzkukomplexný dizajn moderných automobilových motorov. Aby sa predišlo poruchám motorov a iných komponentov, CNG pre autá sa samozrejme musí používať výlučne čistý.

Napríklad podľa predpisov nie je v takomto palive povolený prach a zvyšky tekutín. Stlačený zemný plyn používaný pre automobily musí mať tiež určitý stupeň vlhkosti. Táto požiadavka je spôsobená predovšetkým tým, že ak v takomto palive v aute vypadnú hydranty, môže dôjsť k zablokovaniu kanálov palivového systému.

Na čerpacích staniciach je teda možné palivo okrem samotnej kompresie dodávanej po diaľniciach dodatočne čistiť. Na tento účel CNG stanice zvyčajne používajú špeciálne filtračné, sušiace a separačné zariadenia.

PAGE

Autá sa plnia stlačeným zemným plynom najčastejšie na čerpacích staniciach CNG. Ale keďže väčšina áut v našej dobe stále jazdí na benzín, v súčasnosti v krajine nie je príliš veľa takýchto staníc. V oblastiach vzdialených od čerpacích staníc CNG je možné tankovanie vozidiel vykonávať na mobilných čerpacích staniciach. Na takýchto mobilných staniciach je namontovaná špeciálna trojdielna inštalácia plynových fliaš. Zároveň sa takéto zariadenie dodáva s jednotkami na nabíjanie a výdaj plynu pre cisternu.

Požiadavky na fľaše na stlačený zemný plyn

Akékoľvek zariadenie určené na skladovanie, prepravu, čerpanie alebo používanie CNG,Samozrejme, musí mať veľkú mieru bezpečnosti. To platí aj pre tlakové fľaše inštalované na vozidlách na takéto palivo. Takéto kontajnery sa pred dodaním na predaj testujú na zničenie:

• pri streľbe zo strelnej zbrane;
• pri páde z výšky;
• pod vplyvom otvoreného ohňa;
• pod vplyvom extrémnych teplôt a korozívneho prostredia.

Podľa štatistík v 90. a 2000-tych rokoch 20. storočia z 1360 nehôd v autách zasiahli plynové fľaše pri dopravných nehodách. Takýto kontajner zároveň nebol nikdy výrazne poškodený pri nehode. Vozidlá na stlačený zemný plyn sa preto v súčasnosti považujú za ešte bezpečnejší spôsob dopravy ako autá, ktorých motory poháňajú benzín alebo naftu.