Stlačený zemní plyn je Definice, složení, vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-02 13:51

Ve většině případů jezdí moderní osobní, osobní a nákladní vozidla samozřejmě na ropné palivo. Někdy však lze auta naplnit stlačeným zemním plynem. Toto palivo má především tu výhodu, že jej lze v současnosti považovat za nejhospodárnější automobil.

Definice a co to je

Do roku 1994 se stlačený plyn nazýval jednoduše zkapalněný zemní plyn. V současné době je mezi motoristy tento druh paliva poměrně populární. Jde o CNG obyčejný zemní plyn metan, stlačený na speciálním zařízení na tlak 20 MPa a plněný do lahví. Ty se dále instalují přímo do vozu a jsou součástí jeho palivového systému.

Výhody a nevýhody

Stlačený zemní plyn je tedy jen zkapalněný metan. Výhody tohoto typu paliva, kromě úspory peněz,má hmotnost. Mezi výhody CNG mimo jiné patří:

• prodloužení životnosti motoru kvůli absenci sazí;
• environmentální bezpečnost;
• snížení hluku motoru;
• spolehlivost.

Stlačený plyn jako palivo má samozřejmě určité nevýhody. Patří mezi ně například:

• vysoké náklady na přestavbu auta na plyn;
• velké rozměry nádrží na CNG;
• ztráty výkonu motoru;
• možný zápach plynu.

Jak získat

Zkapalnění zemního plynu metan na stanicích pomocí speciálních kompresorů. Skladuje se a přepravuje ve skladovacích nádržích speciální konstrukce. Zemní plyn se do plnicích stanic CNG dodává běžným způsobem – hlavními plynovody. Na takových stanicích je samozřejmě nutné dodržovat různé normy pro přepravu, přípravu, skladování a vstřikování stlačeného zemního plynu. GOST 27577-2000 je dokument, podle kterého musí být všechny tyto operace prováděny.

Složení CNG

CNG se tedy vyrábí z obyčejného metanu kompresí. V souladu s tím má stejné složení. To znamená, že jde o směs CnH2n+2 uhlovodíků. Hlavní složkou CNG, jak již bylo zmíněno, je metan CH4. Jeho obsah ve stlačeném plynu je asi 98 %. Těžší uhlovodíky mohou být také komponenty CNG:

• ethane C₂N_6;
• butanS₄N_10;
• propane C₃H_8.

V takovém plynu mohou být obsaženy i neuhlovodíkové látky:

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

V útrobách země vzniká přírodní plyn, který je následně stlačován v CNG a je výsledkem anaerobního rozkladu organické hmoty. Zpočátku tento typ minerálu nemá barvu ani vůni. Zemní plyn včetně CNG je však výbušná látka. Proto se do něj před použitím přidávají speciální těkavé složky se štiplavým zápachem. To je nezbytné, aby lidé při práci s takovým plynem mohli rychle zjistit úniky. Vůně takto připraveného CNG je velmi štiplavá i při nízkých koncentracích.

Výkon

Stlačený zemní plyn je druh paliva, který se mimo jiné vyznačuje relativně nízkým stupněm nebezpečí požáru. Jeho spodní práh vznícení je 645 °C. U benzínu je toto číslo například 550 °C. Nebezpečná koncentrace CNG ve vzduchu je 4-15 % jeho objemu.

Také zemní plyn:

1. 1,6krát lehčí než vzduch. To znamená, že když unikne, jednoduše se rychle zvedne a rozplyne se.
2. Netoxický.

Podle předpisů patří tento typ paliva do 4. třídy z hlediska citlivosti. Nanapříklad stejný benzín je v tomto ohledu považován za nebezpečnější látku a patří do materiálů třídy nebezpečnosti 3.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Stlačený plyn má tedy zápalnou teplotu 640-680 °C a skládá se převážně z uhlovodíků. Takové palivo se také vyznačuje následujícími fyzikálními a chemickými vlastnostmi:

• molekulární hmotnost - 16,4;
• polarita za normálních podmínek - 0,718 kg/m;
• potřebné množství vzduchu pro spalování - 9,52.

Při obsahu ve vzduchu ve výši 5-6% metan hoří u zdroje tepla. Při koncentraci 5-16% již může směs explodovat. Pokud metan ve vzduchu obsahuje více než 14-16 %, ztrácí svou vlastnost. Výbuchy směsi metanu mají největší sílu při koncentraci plynu ve vzduchu 9,5 %.

Mezi zvláštnosti zemního plynu patří mimo jiné to, že má vysokou detonační odolnost. To je také přičítáno výhodám tohoto typu paliva. Díky odolnosti CNG proti klepání běží motory automobilů hladší než při použití benzínu.

Při škrcení takového plynu například v reduktoru jeho teplota prudce klesá. Tato vlastnost zemního plynu se nazývá Joule-Thomsonův efekt. Z tohoto důvodu vyžaduje CNG vysoký stupeň sušení, což je třeba vzít v úvahu při provozu vozidel na toto palivo.

Požadavky

Stlačený zemní plyn je především druh paliva používaného k dostatečnému provozukomplexní v konstrukci moderních automobilových motorů. Aby nedocházelo k poruchám motorů a dalších komponentů, musí být CNG pro automobily samozřejmě používán výhradně čistý.

Podle předpisů není například v takovém palivu povolen prach a zbytky kapalin. Stlačený zemní plyn používaný pro automobily musí mít také určitý stupeň vlhkosti. Tento požadavek je způsoben především tím, že pokud v takovém palivu v autě vypadnou hydranty, může dojít k ucpání kanálů palivového systému.

Na čerpacích stanicích lze tedy palivo kromě vlastní komprese dodávané po dálnicích dodatečně čistit. K tomuto účelu CNG stanice obvykle využívají speciální filtrační, sušící a separační zařízení.

PAGE

Auta se plní stlačeným zemním plynem nejčastěji na čerpacích stanicích CNG. Ale protože většina aut v naší době stále jezdí na benzín, v současné době v zemi není příliš mnoho takových stanic. V oblastech vzdálených od čerpacích stanic CNG lze tankování vozidel provádět na mobilních čerpacích stanicích. Na takových mobilních stanicích je namontována speciální třísekční instalace plynových lahví. Současně je toto zařízení dodáváno s jednotkami pro plnění a výdej plynu pro cisternu.

Požadavky na lahve na stlačený zemní plyn

Jakékoli zařízení určené ke skladování, přepravě, čerpání nebo používání CNG,Samozřejmě musí mít velkou rezervu bezpečnosti. To platí také pro tlakové láhve instalované na vozidlech pro takové palivo. Takové kontejnery jsou před dodáním k prodeji testovány na zničení:

• při výstřelu ze střelné zbraně;
• při pádu z výšky;
• pod vlivem otevřeného ohně;
• pod vlivem extrémních teplot a korozivního prostředí.

Podle statistik došlo v 90. a 2000. letech 20. století k tomu, že z 1360 kolizí v autech byly při automobilových nehodách zasaženy plynové lahve. Takový kontejner přitom nebyl nikdy při nehodě výrazně poškozen. Vozidla na stlačený zemní plyn jsou proto v současné době považována za ještě bezpečnější způsob dopravy než auta, jejichž motory pracují na benzín nebo naftu.