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CNG与LNG

来源:智榕旅游
压缩天然气与液化天然气基础知识及理化特性的介绍

作者: LNG 日期: 2013 年 2 月 25 日 发表评论 (0)查看评论 一、天然气的物理性质

天然气有很多组分,但各组分彼此不起化学作用,各组分的性质和含量决定了天然气的性质。由于天然气中甲烷的含量在 90%以上,所以天然气也叫甲烷气。

天然气是无色无味的,然而在送到最终用户之前,还要用硫醇来给天然气添加气味,以助于泄漏检测。天然气不像一氧化碳那样具有毒性,它本质上是对人体无害的。如果天然气处于高浓度的状态,并使空气中的氧气不足以维持生命的话,还是会致人死亡的,毕竟天然气不能用于人类呼吸。

二、天然气的化学性质

甲烷是无色无味的气体,燃烧时有微微发光的蓝色火焰,比空气轻,在低温高压下可变成液体,临界温度为-82.11℃,临界压力为 4.64MPa。液化后体积将缩至 1/600,燃尽lNm 甲烷需9.52 Nm 空气。

甲烷在空气中的爆炸极限为:下限5%;上限 15%

天然气的成分有甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷等,并合有少量重碳氢化合物、氮、 氦、二氧化硫等。

三、CNG的生产及站点介绍

CNG为compressed natural gas(压缩天然气)的缩略语,天然气经过脱水、过虑、除尘、脱硫,再经压缩机加压成20MPa以下的气体形成CNG。

CNG 加气母站:可为车载储气瓶充装压缩天然气(CNG)的压缩天然气加气站。 CNG 加气子站:用车载储气瓶运进压缩天然气(CNG),为CNG 汽车充装压缩天然气的加气站。

CNG 固定加气站:由管道输入天然气,在站内增压后直接或存入固定储气瓶组(井),为CNG汽车充装压缩天然气(CNG)的加气站。 四、LNG基本知识 LNG对比液氮的物理性质

LNG的密度约为0.42~0.46 g/cm3;

1kgLNG气化后约为1.4m3天然气; LNG常用的计量单位为kg或Nm3

LNG温度极低,常压下沸点约为-162℃ (气变液),熔点为-182℃(液变固); LNG的体积膨胀比极大,约为600倍; LNG不能加臭,必须用专用仪器检漏;

LNG的存储是临时性的,温度、压力、组分随时在变化

LNG具有天然气的易燃易爆特性,爆炸范围:上限15%,下限5%(体积百分比); LNG着火温度随组分的变化而变化,重烃含量的增加使着火温度降低,纯甲烷着火温度为650 ℃。

CNG的体积能量密度约为汽油的26%,而LNG体积能量密度约为汽油的72%,是压缩天然气(CNG)的两倍还多,因而使用LNG的汽车行程远,相对可大大减少汽车加气站的建设数量。

EAG低温系统安全阀放空的全部是低温气体(放散气体),在大约-107℃以下时,天然气的重度大于常温下的空气,排放不易扩散,会向下积聚,容易产生安全隐患。因此设置一台空温式放散气体加热器,放散气体先通过该加热器,经过与空气换热后的天然气比重会小于空气,高点放散后将容易扩散,从而不易形成爆炸性混合物。

BOG(Boil of Gas闪蒸气)是由于真空设备的日蒸发率会使LNG气化,且这部分蒸发气体温度较低,使贮罐气相空间的压力升高。为保证贮罐的安全及装卸车的需要,在设计中设置了贮罐安全减压阀(可根据贮罐储存期间压力自动排除BOG),产生的BOG气体通过放空阀至BOG加热器加热后,再进入BOG储罐储存。 五、LNG存储与运输

LNG的存储和运输必须在高真空的容器中;

高真空容器分为高真空粉末(珠光砂绝热材料)和高真空缠绕两种,主要区别在于绝热方式不一样,日蒸发率不一样,高真空缠绕不大于0.15%,高真空粉末不大于0.25%; LNG储罐分为卧式和立式两种,其体积通常为:车用15、30、50、60、100m3,100m3以上主要为民用,目前使最多的是30、50、60m3罐;储罐上面设计有必要的计量(液位计)和安全装置,如安全阀、防爆装置及工艺阀门等;

LNG通过槽车运输,容积一般为50m3,车上有必要的工艺和安全装置,大部分槽车还带

有卸车增压汽化器等装置,运输距离可以达到数千公里。 六、与汽柴油比天然气的安全优势

LNG的燃点650℃,比汽油的427℃和柴油的260℃燃点高很多;LNG点火能高于汽柴油,因此LNG更难引燃着火;

LNG密度为0.47×103 kg/m3左右,气化后的密度只有空气的一半左右,因而稍有泄漏即挥发扩散; LNG爆炸极限4.7~15%,比汽油为1~5%,柴油为0.5~4.1%宽,LNG比汽柴油更难达到爆炸的条件;

结论:LNG汽车比汽油、柴油汽车使用更安全。 七、与柴油比天然气使用优势

LNG作为优质的车用燃料,与汽、柴油相比,它具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长等优点;

即使与压缩天然气(CNG)汽车相比,它也具有储存效率高、加一次气续行程远,车载钢瓶压力小、重量轻、腐蚀性小;建站不受供气管网的限制等优越之处。 八、与柴油比天然气的成本优势

根据天然气组分、燃烧特性和应用实践结果,1方的天然气的行驶里程约等于1升柴(汽)油,目前0#柴油价格在7.03~7.85元/升之间,93#汽油大概7.5元/升,统一按7.5元/升计算,LNG价格仅为3.6~4.9元/方(山东龙口4.1、滨州4.8、内蒙古3.6-4.6、深圳4.9、新疆3.6) (注:以上数据为2011年6月份的)

例:LNG重型卡车的燃料成本优势,以360马力重卡年行驶10万公里、百公里油耗40升测算,年燃料成本按如下:

燃油成本 =(10万公里/100)*40升/百公里*7.5元/升=30万元 燃LNG成本=(10万公里/100)*40方/百公里*5.0元/方=20万元 综上说明:货车使用LNG较使用柴油的燃料成本节省33.3%。 LNG与CNG对比 一、LNG的存储量优势

等量储存天然气的前提下,LNG设备与CNG设备的重量对比:

①450升的LNG车用瓶,其有效容积为:405L(0.405 m3),另外,45L为气态,储存压力按1.0MPa算,计算如下:

0.405 ×625=253.125 m3 NG;0.045×10=0.45 m3 NG; 总的储存量:253.125+0.45=253.575 m3 ; 450L瓶空重约:278Kg;

供气系统(单瓶框架集成式)空重约:197Kg; 总重约:475Kg

②GB17258《汽车用压缩天然气钢瓶》:工作压力为20MPa, 80L的钢瓶可以储存:0.08×200=16 m3;净重:102Kg; 253.575/16=15.85(即相当于16个80L,CNG钢瓶的储存量)

102Kg×16=1623Kg;(仅指瓶本身的重量,不包括支架、阀门附件的重量) 支架、阀门附件的重量:150Kg; 总重约:1773Kg;

③120L的钢瓶可以储存:0.12×200=24 m3;净重:126Kg; 253.575/24=10.57(即相当于10.57个120L,CNG钢瓶的储存量)

126Kg×10=1260Kg;(仅指瓶本身的重量,不包括支架、阀门附件的重量) 支架、阀门附件的重量:150Kg; 总重约:1410 Kg;

等量储存的前提下,LNG设备与CNG设备的重量对比: 80L瓶:1773Kg/475Kg=3.73倍 120L瓶:1410Kg/475Kg=2.97倍

结论:同样的储存量(同样的续驶里程),使用LNG设备的重量是CNG的重量1/3。

同样钢瓶规格的前提下,LNG储量与CNG储量的对比: 80L的CNG钢瓶来说,工作压力20MPa,可以储存16 m3; 80L的LNG钢瓶来说,工作压力1.0MPa,可以储存45.08 m3; 45.08/16=2.82倍

结论:同样的钢瓶容积,LNG车用瓶装载的天然气是CNG储气瓶的2.8倍以上。 二、LNG比CNG更安全

由于LNG车载瓶储存压力只有1.6Mpa,相比于CNG的20Mpa储存压力其安全性好的多,使用管理费用低;且LNG车载瓶储存容器内外胆均由优质不锈钢制造,不存在被腐蚀现象 三、LNG比CNG更纯洁

LNG的组成比CNG更纯净,不含水分,因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。由管道天然气压缩而来的CNG除含杂质多外,还含有微量水分,在冬季环境温度低于0℃时常会造成发动机进气阀门结霜而无法启动

压缩天然气与液化天然气基础知识及理化特性的介绍

作者: LNG 日期: 2013 年 2 月 25 日 发表评论 (0)查看评论 一、天然气的物理性质

天然气有很多组分,但各组分彼此不起化学作用,各组分的性质和含量决定了天然气的性质。由于天然气中甲烷的含量在 90%以上,所以天然气也叫甲烷气。

天然气是无色无味的,然而在送到最终用户之前,还要用硫醇来给天然气添加气味,以助于泄漏检测。天然气不像一氧化碳那样具有毒性,它本质上是对人体无害的。如果天然气处于高浓度的状态,并使空气中的氧气不足以维持生命的话,还是会致人死亡的,毕竟天然气不能用于人类呼吸。

二、天然气的化学性质

甲烷是无色无味的气体,燃烧时有微微发光的蓝色火焰,比空气轻,在低温高压下可变成液体,临界温度为-82.11℃,临界压力为 4.64MPa。液化后体积将缩至 1/600,燃尽lNm 甲烷需9.52 Nm 空气。

甲烷在空气中的爆炸极限为:下限5%;上限 15%

天然气的成分有甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷等,并合有少量重碳氢化合物、氮、 氦、二氧化硫等。

三、CNG的生产及站点介绍

CNG为compressed natural gas(压缩天然气)的缩略语,天然气经过脱水、过虑、除尘、脱硫,再经压缩机加压成20MPa以下的气体形成CNG。

CNG 加气母站:可为车载储气瓶充装压缩天然气(CNG)的压缩天然气加气站。 CNG 加气子站:用车载储气瓶运进压缩天然气(CNG),为CNG 汽车充装压缩天然气的加气站。

CNG 固定加气站:由管道输入天然气,在站内增压后直接或存入固定储气瓶组(井),为CNG汽车充装压缩天然气(CNG)的加气站。 四、LNG基本知识 LNG对比液氮的物理性质

LNG的密度约为0.42~0.46 g/cm3; 1kgLNG气化后约为1.4m3天然气; LNG常用的计量单位为kg或Nm3

LNG温度极低,常压下沸点约为-162℃ (气变液),熔点为-182℃(液变固); LNG的体积膨胀比极大,约为600倍; LNG不能加臭,必须用专用仪器检漏;

LNG的存储是临时性的,温度、压力、组分随时在变化

LNG具有天然气的易燃易爆特性,爆炸范围:上限15%,下限5%(体积百分比); LNG着火温度随组分的变化而变化,重烃含量的增加使着火温度降低,纯甲烷着火温度为650 ℃。

CNG的体积能量密度约为汽油的26%,而LNG体积能量密度约为汽油的72%,是压缩天然气(CNG)的两倍还多,因而使用LNG的汽车行程远,相对可大大减少汽车加气站的建设数量。

EAG低温系统安全阀放空的全部是低温气体(放散气体),在大约-107℃以下时,天然气的重度大于常温下的空气,排放不易扩散,会向下积聚,容易产生安全隐患。因此设置一台空温式放散气体加热器,放散气体先通过该加热器,经过与空气换热后的天然气比重会小于空气,高点放散后将容易扩散,从而不易形成爆炸性混合物。

BOG(Boil of Gas闪蒸气)是由于真空设备的日蒸发率会使LNG气化,且这部分蒸发气体温度较低,使贮罐气相空间的压力升高。为保证贮罐的安全及装卸车的需要,在设计中设置了贮罐安全减压阀(可根据贮罐储存期间压力自动排除BOG),产生的BOG气体通过放空阀至BOG加热器加热后,再进入BOG储罐储存。 五、LNG存储与运输

LNG的存储和运输必须在高真空的容器中;

高真空容器分为高真空粉末(珠光砂绝热材料)和高真空缠绕两种,主要区别在于绝热方式不一样,日蒸发率不一样,高真空缠绕不大于0.15%,高真空粉末不大于0.25%; LNG储罐分为卧式和立式两种,其体积通常为:车用15、30、50、60、100m3,100m3以上主要为民用,目前使最多的是30、50、60m3罐;储罐上面设计有必要的计量(液位计)和安全装置,如安全阀、防爆装置及工艺阀门等;

LNG通过槽车运输,容积一般为50m3,车上有必要的工艺和安全装置,大部分槽车还带有卸车增压汽化器等装置,运输距离可以达到数千公里。 六、与汽柴油比天然气的安全优势

LNG的燃点650℃,比汽油的427℃和柴油的260℃燃点高很多;LNG点火能高于汽柴油,因此LNG更难引燃着火;

LNG密度为0.47×103 kg/m3左右,气化后的密度只有空气的一半左右,因而稍有泄漏即挥发扩散; LNG爆炸极限4.7~15%,比汽油为1~5%,柴油为0.5~4.1%宽,LNG比汽柴油更难达到爆炸的条件;

结论:LNG汽车比汽油、柴油汽车使用更安全。 七、与柴油比天然气使用优势

LNG作为优质的车用燃料,与汽、柴油相比,它具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长等优点;

即使与压缩天然气(CNG)汽车相比,它也具有储存效率高、加一次气续行程远,车载钢瓶压力小、重量轻、腐蚀性小;建站不受供气管网的限制等优越之处。

八、与柴油比天然气的成本优势

根据天然气组分、燃烧特性和应用实践结果,1方的天然气的行驶里程约等于1升柴(汽)油,目前0#柴油价格在7.03~7.85元/升之间,93#汽油大概7.5元/升,统一按7.5元/升计算,LNG价格仅为3.6~4.9元/方(山东龙口4.1、滨州4.8、内蒙古3.6-4.6、深圳4.9、新疆3.6) (注:以上数据为2011年6月份的)

例:LNG重型卡车的燃料成本优势,以360马力重卡年行驶10万公里、百公里油耗40升测算,年燃料成本按如下:

燃油成本 =(10万公里/100)*40升/百公里*7.5元/升=30万元 燃LNG成本=(10万公里/100)*40方/百公里*5.0元/方=20万元 综上说明:货车使用LNG较使用柴油的燃料成本节省33.3%。 LNG与CNG对比 一、LNG的存储量优势

等量储存天然气的前提下,LNG设备与CNG设备的重量对比:

①450升的LNG车用瓶,其有效容积为:405L(0.405 m3),另外,45L为气态,储存压力按1.0MPa算,计算如下:

0.405 ×625=253.125 m3 NG;0.045×10=0.45 m3 NG; 总的储存量:253.125+0.45=253.575 m3 ; 450L瓶空重约:278Kg;

供气系统(单瓶框架集成式)空重约:197Kg; 总重约:475Kg

②GB17258《汽车用压缩天然气钢瓶》:工作压力为20MPa, 80L的钢瓶可以储存:0.08×200=16 m3;净重:102Kg; 253.575/16=15.85(即相当于16个80L,CNG钢瓶的储存量)

102Kg×16=1623Kg;(仅指瓶本身的重量,不包括支架、阀门附件的重量)

支架、阀门附件的重量:150Kg; 总重约:1773Kg;

③120L的钢瓶可以储存:0.12×200=24 m3;净重:126Kg; 253.575/24=10.57(即相当于10.57个120L,CNG钢瓶的储存量)

126Kg×10=1260Kg;(仅指瓶本身的重量,不包括支架、阀门附件的重量) 支架、阀门附件的重量:150Kg; 总重约:1410 Kg;

等量储存的前提下,LNG设备与CNG设备的重量对比: 80L瓶:1773Kg/475Kg=3.73倍 120L瓶:1410Kg/475Kg=2.97倍

结论:同样的储存量(同样的续驶里程),使用LNG设备的重量是CNG的重量1/3。 同样钢瓶规格的前提下,LNG储量与CNG储量的对比: 80L的CNG钢瓶来说,工作压力20MPa,可以储存16 m3; 80L的LNG钢瓶来说,工作压力1.0MPa,可以储存45.08 m3; 45.08/16=2.82倍

结论:同样的钢瓶容积,LNG车用瓶装载的天然气是CNG储气瓶的2.8倍以上。 二、LNG比CNG更安全

由于LNG车载瓶储存压力只有1.6Mpa,相比于CNG的20Mpa储存压力其安全性好的多,使用管理费用低;且LNG车载瓶储存容器内外胆均由优质不锈钢制造,不存在被腐蚀现象 三、LNG比CNG更纯洁

LNG的组成比CNG更纯净,不含水分,因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。由管道天然气压缩而来的CNG除含杂质多外,还含有微量水分,在冬季环境温度低于0℃时常会造成发动机进气阀门结霜而无法启动.

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