Преимущества применения метанола

Сжатый газ

Компримированный природный газ (КПГ, сжатый природный газ, англ. Compressed natural gas) — сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива вместо бензина, дизельного топлива и пропана. Он дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды. Компримированный природный газ производят путем сжатия (компримирования) природного газа в компрессорных установках. Хранение и транспортировка компримированного природного газа происходит в специальных накопителях газа под давлением 200—220 бар. Также используется добавление к компримированному природному газу биогаза, что позволяет снизить выбросы углерода в атмосферу.

Сжатый природный газ как топливо имеет целый ряд преимуществ:[источник не указан 603 дня]

- Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва.

- Не токсичен в малых концентрациях;

- Не вызывает коррозии металлов.

- Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное, но по калорийности их превосходит.

- Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха.

- Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы.

- Эксплуатационные затраты на обслуживание ниже, чем традиционных.

- Перевод дизеля на газ имеет ряд преимуществ – это уменьшение уровня шума и выброса вредных веществ, снижение затрат на топливо при сохранении или даже повышении мощности двигателя.

Основной компонент природного газа (ПГ) - метан. Это углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода (СН4). Благодаря этому, при его сжигании образуется примерно на 25% меньше СО2 по сравнению с бензином (при расчете на одно и тоже количество энергии). По сравнению с дизельным топливом, ПГ при сжигании в двигателе образует меньшее количество NOx, а также значительно меньше частиц и соединений серы.

При эксплуатации двигателей на СПГ повышается моторесурс двигателя. Кроме того, нет испарения топлива, не образуются паровоздушные пробки в топливоподающей системе, обеспечиваются устойчивая работа на холостом ходу, хорошие динамические качества АТС.

СПГ применяется в двигателях с воспламенением от запальной дозы топлива (газодизельный цикл) или свечи зажигания. Метод воспламенения СПГ от сжатия не нашел применения из-за высокой температуры воспламенения природного газа, которая требует чрезвычайно высокой степени сжатия.

Для обеспечения работы автомобилей применяют две марки СПГ-А и Б, выпускаемые в соответствии с ТУ 51-16.6-83 "Газ природный сжатый, топливо для газобаллонных автомобилей". ч Марки А и Б сжатого природного газа отличаются только содержанием метана и азота.

Переоборудование дизеля на газовое топливо требует внесения изменений в конструкцию двигателя. С этой целью -уменьшается степень сжатия до 11, -установливается свеча зажигания, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик -давления и температуры во впускном трубопроводе. Кроме того, учитывая, что при использовании газового топлива повышается теплонапряженность клапанов, применено натриевое охлаждение клапанов.

Резервуаром для хранения сжатого газа являются 8 баллонов емкостью 97 л и 1 баллон (маневровый, предназначенный для движения автобуса по территории автобусного парка при осуществлении ремонтных работ и ТО) емкостью 82 л. Баллоны выполнены в соответствии с ГОСТ Р51753-2001 тип 2.

Рабочее давление в баллонах 20 МПа. Масса пустого баллона на 97 л - 70 кг, на 82 л. – 60 кг.

Для понижения давления в данной системе питания используется одноступенчатый газовый редуктор, с подогревом от системы охлаждения двигателя. Давление газа на входе редуктора составляет от 2 МПа до 20 МПа, на выходе 0,8 МПа.

Дозирование газа, как было сказано выше, осуществляется при помощи дозирующего устройства. Дозирующие устройство представляет собой блок из 8 электромагнитных форсунок, датчика температуры и давления газа. В зависимости от режима работы двигателя форсунки дозируют количество газа. За дозирующем устройством давление газа может опускаться с 0,8 МПа до 0,3 МПа. Далее газ смешивается с воздухом. Количество газовоздушной смеси поступающей в двигатель определяется положением дроссельной заслонки.

Сжиженные природный и нефтяной газы наиболее пригодны для двигателей с воспламенением от искры. Для дизелей сжатый природный газ используется в газодизельном рабочем процессе, когда воспламенение газа, поступающего в цилиндры через впускную систему, осуществляется с помощью запальной дозы топлива, подаваемого через стандартную топливную аппаратуру. Величина запальной дозы составляет не более 20 % от максимальной подачи при работе на дизельном топливе [113,114].

Перевод дизеля на газ имеет ряд преимуществ – это уменьшение уровня шума и выброса вредных веществ, снижение затрат на топливо при сохранении или даже повышении мощности двигателя.

(подробное описание в двигателе с принудительным воспламенением)

 

Сжи́женный приро́дный газ (СПГ, англ. LNG — liquefied natural gas[1]) — природный газ, искусственно сжиженный, путём охлаждения до −160 °C, для облегчения хранения и транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в два раза меньше плотности воды.[2] На 75—99 % состоит из метана. Температура кипения −158…−163 °C. В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен. Для использования подвергается испарению до исходного состояния. При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в два раза меньше плотности воды.[2] На 75—99 % состоит из метана. Температура кипения −158…−163 °C. В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен. Для использования подвергается испарению до исходного состояния. При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.

СПГ хранится в специальных криоцистернах, устроенных по принципу сосуда Дьюара. Транспортируется СПГ на специализированных морских судах — газовозах, оборудованных криоцистернами, а также на спецавтомобилях. Регазифицированный СПГ транспортируется конечным потребителям по трубопроводам.

Чистый СПГ не горит, сам по себе не воспламеняем и не взрывается (в жидком СПГ можно тушить сигареты)[источник не указан 566 дней]. На открытом пространстве при нормальной температуре СПГ возвращается в газообразное состояние и быстро растворяется в воздухе. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %. Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода. Для использования СПГ подвергается регазификации — испарению без присутствия воздуха.

СПГ рассматривается как приоритетная или важная технология импорта природного газа целым рядом стран, включая Францию, Бельгию, Испанию, Южную Корею и США.

 

Спирты

Спирты - простейшие органические соединения, содержащие в молекулах одну или нескольких гидроксильных групп ОН. В зависимости от числа этих групп спирты подразделяются на одноатомные, двухатомные и многоатомные.

Из всех спиртов преимущественное применение получили этанол (СНзОН) и метанол (С₂Н₅ОН).

Высшие спиты могут служить в качестве стабилизирующих добавок.

Физические свойства спиртов

 

Метанол

Метано́л (метиловый спирт, древесный спирт, карбинол, метилгидрат, гидроксид метила) — CH₃OH, простейший одноатомный спирт, бесцветная ядовитая жидкость.

pK_a ~15,5

 

Получение метанола

Способ получения метанола включает стадию получения синтез-газа из газообразных углеводородов, стадию компремирования синтез-газа, стадию каталитической конверсии синтез-газа в метанол в реакторном узле, состоящем из нескольких каталитических реакторов, включающую операции нагрева и конверсии синтез-газа в каждом реакторе, операцию охлаждения продуктов реакции и выделения произведенного метанола после каждого реактора, операцию утилизации "хвостовых" газов.

 

- Высокое октановое число

- Низкий уровень пожаробезопасности

- Снижение токсичности выхлопных газов

- Снижение температуры в камере сгорания

 

Данные по токсичным выбросам (г/цикл) полученные при испытании автомобиля Мерседес-Бенц, работающего на бензине и метане по европейскому ездовому циклу