گاز طبیعی فشرده تعریف، ترکیب، خواص

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 13:53

در بیشتر موارد، وسایل نقلیه شخصی، مسافری و باری مدرن، البته با سوخت نفت کار می کنند. با این حال، گاهی اوقات اتومبیل ها را می توان با گاز طبیعی فشرده پر کرد. این سوخت اول از همه این مزیت را دارد که می توان آن را اقتصادی ترین خودروی حال حاضر دانست.

تعریف و چیست

تا سال 1994، گاز فشرده به سادگی گاز طبیعی مایع نامیده می شد. در حال حاضر، در بین رانندگان، این نوع سوخت بسیار محبوب است. این متان گاز طبیعی معمولی CNG است که روی تجهیزات ویژه تا فشار 20 مگاپاسکال فشرده شده و در سیلندرها پر می شود. دومی مستقیماً در خودرو نصب می شود و در سیستم سوخت آن گنجانده می شود.

مزایا و معایب

بنابراین گاز طبیعی فشرده فقط متان مایع است. مزایای این نوع سوخت علاوه بر صرفه جویی در هزینه،جرم دارد. مزایای CNG، از جمله موارد زیر، عبارتند از:

• افزایش عمر موتور به دلیل عدم وجود دوده؛
• ایمنی محیط زیست؛
• کاهش صدای موتور؛
• قابلیت اطمینان.

البته گاز فشرده به عنوان سوخت دارای معایبی است. برای مثال، این موارد عبارتند از:

• هزینه بالای تبدیل خودرو به بنزین؛
• ابعاد بزرگ مخازن CNG؛
• مقداری کاهش قدرت موتور؛
• بوی احتمالی گاز.

نحوه دریافت

گاز طبیعی متان را در ایستگاه ها با استفاده از کمپرسورهای ویژه مایع کنید. در مخازن ذخیره سازی با طراحی خاص نگهداری و حمل می شود. در واقع گاز طبیعی به روش معمول - از طریق خطوط لوله اصلی - به ایستگاه های سوخت CNG عرضه می شود. در چنین ایستگاه هایی البته باید استانداردهای مختلفی برای حمل، تهیه، ذخیره سازی و تزریق گاز طبیعی فشرده رعایت شود. GOST 27577-2000 سندی است که طبق آن تمام این عملیات باید انجام شود.

ترکیب CNG

بنابراین CNG از متان معمولی با فشرده سازی ساخته می شود. بر این اساس ترکیب مشابهی دارد. یعنی مخلوطی از هیدروکربن های CnH2n+2 است. جزء اصلی CNG همانطور که قبلا ذکر شد متان CH4 است. محتوای آن در گاز فشرده حدود 98 درصد است. هیدروکربن های سنگین تر نیز می توانند اجزای CNG باشند:

• اتان C₂N_6;
• بوتانS₄N_10;
• پروپان C₃H_8.

مواد غیر هیدروکربنی نیز ممکن است در چنین گازی موجود باشد:

• هیدروژن H_2;
• دی اکسید کربن CO_2;
• هلیوم He;
• نیتروژن N_2;
• سولفید هیدروژن H_2S.

گاز طبیعی تشکیل می شود که متعاقباً در CNG فشرده شده در روده های زمین و نتیجه تجزیه بی هوازی مواد آلی است. در ابتدا این نوع ماده معدنی رنگ و بو ندارد. با این حال، گاز طبیعی، از جمله CNG، یک ماده انفجاری است. بنابراین قبل از استفاده، اجزای فرار خاصی با بوی تند به آن اضافه می شود. این امر ضروری است تا افراد بتوانند به سرعت نشت را هنگام کار با چنین گازی تشخیص دهند. بوی CNG تهیه شده به این روش حتی در غلظت های پایین بسیار تند است.

عملکرد

گاز طبیعی فشرده نوعی سوخت است که از جمله با درجه نسبتاً کم خطر آتش سوزی مشخص می شود. آستانه احتراق پایین آن 645 درجه سانتیگراد است. برای بنزین، این رقم، به عنوان مثال، 550 درجه سانتیگراد است. غلظت خطرناک CNG در هوا 4-15 درصد حجم دومی است.

همچنین گاز طبیعی:

1. 1.6 برابر سبکتر از هوا. یعنی وقتی نشت می‌کند، به سرعت بالا می‌آید و از بین می‌رود.
2. سمی نیست.

طبق آیین نامه این نوع سوخت از نظر حساسیت در رده 4 قرار دارد. بهبه عنوان مثال، همان بنزین از این نظر ماده خطرناک تری محسوب می شود و جزء مواد کلاس خطر 3 است.

خواص فیزیکی و شیمیایی

بنابراین، گاز فشرده دمای احتراق 640-680 درجه سانتیگراد دارد و عمدتاً از هیدروکربن ها تشکیل شده است. همچنین، چنین سوختی با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی زیر مشخص می شود:

• وزن مولکولی - 16.4;
• قطبیت در شرایط عادی - 0.718 کیلوگرم بر متر؛
• مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق - 9.52.

هنگامی که محتویات موجود در هوا به میزان ۵-۶ درصد، متان در منبع حرارتی می سوزد. در غلظت 5-16٪، مخلوط ممکن است قبلا منفجر شود. اگر متان موجود در هوا بیش از 14-16 درصد باشد، ویژگی خود را از دست می دهد. انفجارهای مخلوط متان بیشترین نیرو را در غلظت گاز 9.5% در هوا دارند.

از ویژگی های گاز طبیعی، در میان چیزهای دیگر، این واقعیت است که مقاومت آن در برابر انفجار بالا است. این نیز به مزایای این نوع سوخت نسبت داده می شود. به دلیل مقاومت در برابر ضربه CNG، موتورهای خودرو نرم‌تر از بنزین کار می‌کنند.

همچنین هنگام گاز دادن چنین گازی، مثلاً در یک کاهنده، دمای آن به شدت کاهش می یابد. این ویژگی گاز طبیعی اثر ژول تامسون نامیده می شود. به همین دلیل، CNG به درجه بالایی از خشک شدن نیاز دارد، که باید هنگام استفاده از وسایل نقلیه با استفاده از این سوخت مورد توجه قرار گیرد.

نیازها

گاز طبیعی فشرده در درجه اول نوعی سوخت است که برای کارکرد کافی استفاده می شودمجموعه ای در طراحی موتورهای مدرن خودرو. برای جلوگیری از خرابی موتورها و سایر قطعات، CNG برای خودروها، البته، باید منحصراً خالص استفاده شود.

طبق مقررات، به عنوان مثال، گرد و غبار و باقی مانده مایع در چنین سوختی مجاز نیست. گاز طبیعی فشرده مورد استفاده برای خودروها نیز باید دارای درجه خاصی از رطوبت باشد. این نیاز در درجه اول به این دلیل است که اگر هیدرانت ها در چنین سوختی در خودرو بیفتند، کانال های سیستم سوخت رسانی می تواند مسدود شود.

در ایستگاه های پر کردن گاز، علاوه بر فشرده سازی واقعی که از طریق بزرگراه ها تامین می شود، بنابراین، سوخت را می توان به طور اضافی تصفیه کرد. برای این منظور، جایگاه های CNG معمولا از تجهیزات مخصوص فیلتراسیون، خشک کردن و جداسازی استفاده می کنند.

PAGE

خودروها اغلب در جایگاه های سوخت CNG با گاز طبیعی فشرده پر می شوند. اما، از آنجایی که بیشتر خودروهای زمان ما هنوز با بنزین حرکت می کنند، در حال حاضر چنین جایگاه هایی در کشور وجود ندارد. در مناطق دور از جایگاه‌های سوخت CNG، سوخت‌گیری خودروها را می‌توان در جایگاه‌های سوخت‌گیری سیار انجام داد. در چنین ایستگاه های سیار، یک نصب سیلندر گاز سه بخش ویژه نصب شده است. در عین حال، چنین تجهیزاتی با واحدهای شارژ و توزیع گاز برای تانکر عرضه می شود.

نیازهای سیلندرهای گاز طبیعی فشرده

هر گونه تجهیزاتی که برای ذخیره، حمل و نقل، پمپاژ یا استفاده از CNG طراحی شده است،البته باید حاشیه ایمنی زیادی داشته باشد. این همچنین در مورد سیلندرهای نصب شده روی وسایل نقلیه برای چنین سوختی صدق می کند. چنین ظروف قبل از تحویل برای فروش برای تخریب آزمایش می شوند:

• هنگام شلیک از سلاح گرم؛
• هنگام سقوط از ارتفاع؛
• تحت تأثیر آتش باز؛
• تحت تأثیر دماهای شدید و محیط های خورنده.

طبق آمار در دهه های ۹۰ و ۲۰۰۰ از ۱۳۶۰ مورد برخورد در خودروها، سیلندرهای گاز در تصادفات رانندگی تصادف کرده است. در عین حال، چنین کانتینری هرگز در حین تصادف آسیب جدی ندیده است. بنابراین، وسایل نقلیه ای که با گاز طبیعی فشرده کار می کنند، در حال حاضر روش حمل و نقل ایمن تری نسبت به خودروهایی که موتور آنها با بنزین یا گازوئیل کار می کنند، در نظر گرفته می شود.