Nat?ralios (nat?ralios) kilm?s gamtini? duj? pagrindas yra metanas (CH4). Gamtini? duj? susidarymas ?vyko organin?s transformacijos procese. Metano kiekis gamtin?se dujose gali svyruoti nuo 91 iki 99%, visa kita yra propanas, etanas, butanas ir azotas.Tok? procentin? skirtum? lemia skirtingose m?s? ?em?s vietose susidaran?i? duj? chemin?s sud?ties skirtumai. Ta?iau skirtingos kilm?s gamtin?s dujos degdamos i?skiria t? pat? ?ilumos kiek?, tod?l geografin?s nuorodos nustatymas yra visi?kai nesvarbus nei jums, nei j?s? varikliui. Dujin?s ?rangos elektronini? jutikli? d?ka automati?kai nustatoma duj? sud?tis, po kurios koreguojama kuro mi?inio dalis, atsi?velgiant ? ?i? duj? charakteristikas.

Gamtini? duj? privalumai

Gamtini? duj? chemin? sud?tis palankiai veikia variklio b?kl? ir nesukelia su darbu susijusi? problem?. D?l to, kad metano sud?tyje n?ra pried?, kuri? yra suskystintose angliavandenilio dujose ( LPG), gamtini? duj? degimo produktuose n?ra kenksming? intarp?. Be to, deginant gamtines dujas CO2 emisija suma??ja 25%.

Metano kiekis gamtin?se dujose yra kaip benzino oktaninis skai?ius, ?prasta apib?dinti ?iuo parametru gamtini? duj?. K? tai rei?kia varikliui? Nuo ?io parametro priklauso variklio veikimas, taip pat tokio rei?kinio kaip detonacija tikimyb?.

Susl?gtos gamtin?s dujos(SGD) turi daug neabejotin? prana?um?, palyginti su suskystintomis naftos dujomis (SND), ?skaitant ekologi?kum? ir saugum?. Metanas, kurio, kaip jau ?inote, daugiausiai yra gamtin?se dujose, greitai i?tirpsta ore, o tai prakti?kai pa?alina galimyb? dujoms u?sidegus, jei bus padaryta ?ala. Gamtini? duj? saugojimo b?das suma?ina nekontroliuojamo nuot?kio galimyb?. Tinkami eksploatuoti balionai turi atlaikyti didesn? nei 600 bar sprogimo sl?g?, o vo?tuv? sistemos d?ka vyksta kontroliuojamas duj? tiekimas.

Variklis, va?iuojantis su SGD, gali demonstruoti auk?t? na?um? d?l didelio oktaninio skai?iaus (~130), ypa? kai variklyje sumontuota turbina arba i?metam?j? duj? recirkuliacijos sistema, o geriausia – abi kartu. Nors tai turi neigiam? pus?, pavyzd?iui, didelis duj? suvartojimas, taip pat ?ilumos i?sklaidymo problemos. Variklio triuk?mo lygis dirbant gamtin?mis dujomis suma?inamas 3 dB, tod?l ?i kuro r??is itin aktuali vie?ajam transportui. Susl?gtos gamtin?s dujos, pvz NVS gali b?ti naudojamas tiek su benzinu, tiek, nors dyzelini? varikli? atveju teks susidurti su ma?u atsipirkimu. Problema ta, kad dyzeliniame variklyje reik?s ?rengti kibirk?tinio u?degimo arba mi?raus ciklo sistem?, kurioje dyzelinis kuras veiks kaip u?degiklis.

Yra ir ?ios r??ies kuro tr?kum?.

1. Ma?as energijos tankis. D?l ?ios savyb?s gamtin?s dujos labai da?nai naudojamos susl?gtos formos. Sl?gis arba suspaudimo laipsnis yra 20 MPa arba 200 bar?. Kalbant apie energijos tank?, gauname 7 kJ / dm3, palyginti su benzinu, kurio ?is rodiklis yra 30 kJ / dm3, j? galima gauti be joki? papildom? suspaudimo operacij?. ?i gamtini? duj? savyb? lemia tai, kad variklis, nor?damas dirbti su ?iais degalais, turi b?ti tam optimizuotas, o tuo pa?iu jis bus ?ymiai didesnis. Esant vienod? dyd?i? dujoms (SND ir SGD), suskystintomis dujomis galima varyti daugiau, tod?l norint kompensuoti ?em? na?um?, norintys naudoti metan? kaip alternatyv? kur?, j?s turite ?d?ti daugiau degal? bak? ? savo automobilius. Tai, kaip suprantate, padidina bendr? automobilio svor? ir suma?ina laisvos vietos baga?in?je. D?l didelio sl?gio, reikalingo u?pildytoms SGD talpykloms (da?niausiai cilindrin?ms arba apvalioms) laikyti, cisternos yra labai didel?s, o lengv?j? automobili? atveju – u?ima daug vietos.

Yra dviej? tip? sistemos, galin?ios veikti naudojant gamtines dujas – vienavalent?s ir dvivalent?s.

• Vienavalent? tipas numato deginti tik SGD, kurios gaunamos i? specialaus rezervuaro.
• dvivalentis tipas numato kartu su pagrindiniu kuru naudoti dujas, tod?l sutaupoma pinig? ir suma??ja benzino s?naudos.

Dujiniai angliavandeniliai, pagaminti i? duj? ir duj? kondensato lauk?, paprastai vadinami tikrosiomis gamtin?mis dujomis. Gamtin?s dujos ?iuo metu yra vienas pagrindini? buitini? ir aplinkai nekenksming? pramonini? degal? r??i?. Jis taip pat naudojamas kaip ?aliava vandenilio, suod?i? (suod?i?), etano, etileno ir acetileno gamybai.

Gamtin?s dujos daugiausia susideda i? alkan?, kuriuos daugiausia sudaro ?prasti angliavandeniliai, kuri? anglies atom? skai?ius yra nuo 1 iki 4 (С Г С 4), ir izobutanas.

Pagrindinis saus? gamtini? duj? komponentas yra metanas (93-98%), kuriame H:C santykis yra 33%. Lik? angliavandenili? komponentai yra ma?esniais kiekiais. Dujini? alkan?, esan?i? gamtin?se dujose, virimo temperat?ra normaliame sl?gyje yra nuo -162 C iki 0 C.

Jei XX am?iuje did?iausias d?mesys pasaulyje buvo skiriamas gamtini? duj? telkini?, kurie yra ?prastos (tradicin?s) dujas turin?ios angliavandenili? sankaupos, tyrin?jimui, ?valgymui ir pl?trai, tai XXI am?iuje ekonomin? situacija jau reikalauja. kreipiamasi ? reik?mingus potencialius gamtini? duj? i?teklius, esan?ius netradiciniuose ?altiniuose, anks?iau tik ? gamtini? duj? hidratus (GT). GG yra labai reik?mingas ir vis dar ma?ai i?vystytas gamtini? duj? ?altinis ?em?je. Jie tikrai gali konkuruoti su tradiciniais telkiniais d?l did?iuli? i?tekli?, plataus paplitimo, negilumo ir koncentruotos dujin?s b?senos (viename kubiniame metre nat?ralaus metano hidrato kietoje b?senoje yra apie 164 m3 metano dujin?je faz?je ir 0,87 m3 vandens). .

Nuo pirm?j? gamtini? duj? hidrat? telkini? atradimo pra?jo keli metai. J? atradimo prioritetas priklauso Rusijos mokslininkams. 2000 m. kov? Rusijos ir Belgijos ekspedicija aptiko unikal? duj? hidrato telkin? Baikalo e?ero g?lo vandens dugno nuos?dose, keli? ?imt? metr? gylyje nuo vandens pavir?iaus. Pirm? kart? i? e?ero dugno buvo i?gauti dideli, iki 7 cm dyd?io, duj? hidrat? kristalai.

?vairiuose pasaulio regionuose atlikti tyrimai parod?, kad apie 98% HT i?tekli? yra pasaulio vandenyno vandenyse (netoli ?iaur?s, Centrin?s ir Piet? Amerikos, Japonijos, Norvegijos ir Afrikos pakran?i?, taip pat Kaspijos ir Juodosios j?ros) vandens gylyje daugiau nei 200–700 m, ir tik 2% - ?emyn? subpoliarin?se dalyse. Remiantis svertiniu vidurkiu, duj? hidrat? telkini? i?tekliai yra apie 21 000 trilijon? m 3 . Esant dabartiniam energijos suvartojimo lygiui, net naudojant tik 10% duj? hidrato i?tekli?, pasaulis 200 met? bus apr?pintas kokybi?komis ?aliavomis aplinkai nekenksmingai energijos gamybai.

Pasaulio energetikos tarybos duomenimis, iki 2020 met? gamtin?s dujos pristatomos kaip technologi?kai labiausiai paruo?tas kuras vidaus degimo varikliams tiek transporto priemoni? paruo?imo, reikalaujan?ios minimali? i?laid? automobilio pakeitimui i? skystojo kuro ? dujin?, tiek gamtini?. duj? atsarg?.

Tiek dujiniai, tiek benzininiai automobiliai ? atmosfer? i?meta ma?daug vienod? angliavandenili? kiek?, tuo pa?iu ?moni? sveikatai pavojingi ne patys angliavandeniliai, o j? oksidacijos produktai. Variklis, varomas benzinu, i?skiria daug ?vairi? angliavandenili?, o dujinis – metan?, kuris yra atspariausias oksidacijai i? vis? so?i?j? angliavandenili?. Tod?l dujinio automobilio angliavandenili? emisija yra ma?iau pavojinga.

Pagal gamtini? duj? (daugiausia metano) atsargas ir j? gamyb? Rusija yra pirmoje vietoje pasaulyje.

Gamtini? duj? dalis pasaulio kuro ir energijos balanse yra labai kukli – 23 proc. O duj? pramon?s augimo tempai daugumoje pasaulio ?ali? taip pat ?emi. I?imtis yra tokios ?alys kaip Rusija, Nyderlandai, Norvegija ir nema?ai kit?, kuriose galima manyti, kad „naftos epocha“ buvo pakeista „gamtini? duj? epocha“ arba „metano epocha“.

Naudojant dujas karbiuratoriniuose varikliuose, 1 m 3 sunkve?imiams vidutini?kai pakei?ia 1 litr?, o lengviesiems automobiliams - 1,2 litro benzino.

SGD naudojimas keli? transporte gali u?tikrinti 30–40% didesni? nei ?iuolaikini? benzinu varom? automobili? k?rim?, kuri? efektyvus efektyvumas siekia iki 38–40%, o variklio tarnavimo laikas pailg?ja 1,5 karto ir kei?iama alyva. kartus po du kartus.

Pagrindinis gamtini? duj?, kaip varikli? kuro, tr?kumas vis? pirma yra ma?esnis (1000 kart?) t?rinis energijos tankis, palyginti su skystuoju naftos kuru – 0,034 MJ/l gamtin?ms dujoms, 31,3 ir 35,6 MJ/l benzinui ir dyzelinui.

Pa?ios gamtin?s dujos yra labai t?rinis kuras, nes j? tankis yra ?e?is ?imtus kart? ma?esnis nei benzino. Nor?dami j? laikyti suspaust?, turite naudoti specialius gana sunkius cilindrus. Ant automobilio sumontuoti masyv?s duj? balionai padidina jo mas? ir suma?ina keliam?j? gali?. Susl?gtos dujos daugiausia laikomos metaliniuose balionuose. optimalus auk?tas dujini? automobili? varikli? suspaudimo laipsnis nenustatytas, nes reikia i?laikyti galimyb? greitai pereiti prie benzino, d?l ko suma??ja variklio galia (iki 20%), d?l ko ma??ja maksimalus greitis 5-6%, sunku u?vesti varikl? ?altuoju met? laiku (?emiau 0 °C), o tai paai?kinama auk?tesne u?sidegimo temperat?ra ir savaiminiu nat?ralaus u?sidegimu, tod?l maitinimo grandin?je numatyti dujinio kuro ?ildytuvai; jei n?ra ?ildymo, galima u?vesti varikl? naudojant alyvos kur?, o po to, kai variklis ??yla, perkeliant ? dujas; kuro sistemos projektavimas tampa sud?tingesnis, did?ja jos mas?, o technin?s prie?i?ros ir remonto apimtis ir kaina padid?ja 3-10%;

Pagal saugos taisykles dujos turi veikti prie? pastatant automobil? ? aik?tel? ir juo labiau ? gara??. O darbo dienos prad?ioje reikia vykti ? specializuot? duj? degalin? naudojant skyst?j? kur?, o tai labai nepatogu.

Automobili? kataliziniai konverteriai, skirti benzinui, n?ra veiksmingi ma?inant azoto oksid? ir metano kiek?, kai jie naudojami gamtin?mis dujomis. B?tina tobulinti variklius ir katalizinius konverterius. Kalbant apie saugum? aplink? dujinis variklis su kintamu trij? kryp?i? katalizatoriumi gal?t? b?ti perspektyviausias sprendimas siekiant daugiau nei 90 % suma?inti vis? ter?al? i?metim?.

Gamtini? duj? naudojim? dyzeliniuose varikliuose apsunkina santykinai auk?ta savaiminio u?sidegimo temperat?ra ir atitinkamai ma?as cetaninis skai?ius. ?iam sunkumui ?veikti naudojama vadinamoji dvigubo kuro sistema – ? degimo kamer? kaip bandomasis ?krovimas ?pur?kiamas nedidelis dyzelinio kuro kiekis, o tada tiekiamos susl?gtos gamtin?s dujos. Kartais tenka ?diegti kibirk?tinio u?degimo sistem?. Dyzeliniai varikliai, veikiantys gamtin?mis dujomis, yra pla?iai naudojami pa?ioje duj? pramon?je st?mokliniuose duj? kompresoriuose ir varikli? generatoriuose su kibirk?tiniu ir prie?kameriniu degikliu.

Pa?ym?tina, kad dujiniai degalai yra vienintel? alternatyvaus kuro r??is, kurios technin?s ir aplinkosaugin?s naudojimo problemos daugiausia buvo i?spr?stos Rusijoje, nors vartotojo, nusiteikusio prie? ne?prastus degalus, psichologijos lau?ymas sukelia tam tikr? sunkum?.

SGD naudojimas aviacijoje leid?ia radikaliai pakeisti i?metam?j? duj? ekologines charakteristikas, daugeliui de?imtme?i? panaikinti aviacinio kuro deficit? ir ?enkliai suma?inti degal? s?naudas.

Gamtini? duj? naudojimo laivuose perspektyv? analiz? parod?, kad tokio tipo energijos ne?iklis gali b?ti rekomenduojamas naudoti tik pagalbinio laivyno laivuose.

1.1.2. Metano turin?ios anglies sluoksni? ir po?emin?s hidrosferos dujos

Anglies kasykl? metanas, i?gaunamas i? anglies uolien?, buvo prakti?kai pritaikytas. Pastaruoju metu gana ai?kiai kalbama apie alternatyvi? automobili? degal? r??i? skai?i?. Jo kiekis prilygsta akmens angli? i?tekliams (104 mlrd. ton?).

Nors pasaulyje gaminama dalis anglies kasykl? metano, jis jau buvo panaudotas. Iki 1990 m. JAV, Italijoje, Vokietijoje ir Did?iojoje Britanijoje anglies kasykl? metanu va?iavo daugiau nei 90 000 transporto priemoni?. Pavyzd?iui, JK jis pla?iai naudojamas kaip varikli? degalai ?prastuose autobusuose anglimi k?renamuose ?alies regionuose. Metano kiekis kasykl? dujose svyruoja nuo 1 iki 98%. Kaip varikli? kuras, ?domiausios yra dujos, i?gaunamos i? anglies sluoksni?, u? kasybos veiklos ?takos zon?, naudojant anglies duj? gamybos technologijas. Tokio lauko esm? – i? ?em?s pavir?iaus i?gr??t? gr??ini? i?gauti dujas, naudojant duj? atgavimo stimuliavimo metodus, o kasykl? dujose yra 95-98% metano, 3-5% azoto ir 1-3% anglies dvideginio.

Rusijoje anglies kasykl? metanas, kaip energetinio kuro ir chemin?s ?aliavos r??is, patraukia d?mes? i? iki ?iol nustatyt? galim? atsarg?.

Pa?ym?tina, kad degi?j? duj? kiekis anglies si?l?se priklauso nuo atsarg? gavybos gylio ir did?ja jam did?jant. Tai padidina duj? i?metimo ? kasykl? intensyvum? ir kiek?.

?iuo metu Rusijoje kasykl? metanas, esantis anglies si?l?se ir aplinkin?se uolienose, vakuumin?mis siurblin?mis i?traukiamas ? pavir?i? per specialiai i?gr??tus gr??inius, o i? kasyklos erdv?s per v?dinimo sistem? i?leid?iamas ? atmosfer?.

Visais atvejais metano-oro mi?inio, kaip energetinio kuro, naudojim? lemia jo sud?tis, t.y. metano kaip tokio ir oro jame santykis. ?i? komponent? procentinis santykis i? anksto nulemia metano ir oro mi?inio energin? vert? ir jo panaudojimo galimyb?, ypa? atsi?velgiant ? sprogstamum? degimo metu.

Praktika patvirtina, kad metano ir oro mi?inys, kuriame metano kiekis svyruoja nuo 2,5 iki 30 % pagal esam? klasifikacij?, yra klasifikuojamas kaip nekokybi?kas ir degdamas yra sprogus, o mi?iniai, kuri? sud?tyje yra ma?iau nei 2,5 ir daugiau kaip 30 % gryno metano. saugus deginant elektros ?renginiuose. Abu mi?iniai tikrai yra potencial?s energijos kuro ?altiniai.

Nestandartinio metano ir oro mi?inio techninis panaudojimas yra gryno metano kiekis pasiekti standartin? lyg? (daugiau kaip 30 % ir ma?iau nei 2,5 %). Tai galima padaryti, vis? pirma, patobulinus degazavimo sistemas, kurios leid?ia i?laikyti metano kiek? mi?inyje vir? 30%. Ta?iau ?io kelio ?gyvendinimas, sprend?iant pagal standart? neatitinkan?io kasykl? metano dal? bendroje metano produkcijos strukt?roje, turi tam tikr? sunkum?. Antrasis b?das – padidinti metano koncentracij? ? mi?in? ?pilant gamtini? duj?. Tre?ioji kryptis – metano koncentracijos suma?inimas iki apatin?s sprogumo ribos, skied?iant mi?in? oru – praktiniam ?gyvendinimui pati papras?iausia.

?iuo metu Rusijoje geriausiai degazuojant ir naudojant anglies kasykl? metan? sek?si Vorkutos baseine, kur jis naudojamas katilin?se, gaisriniuose ?ildytuvuose ir d?iovyklose. ?iuolaikin?s technologijos leid?ia efektyviai i?gauti metan? i? sekli? didelio storio ir didelio duj? prisotinimo anglies si?li?, kur galima panaudoti duj? ?tek?jimo ? dugn? intensyvinimo b?dus. Tik keli pasaulio regionai, kuriuose yra anglis, atitinka ?ias s?lygas, tod?l, nepaisant dideli? anglies sluoksnio metano i?tekli?, reali duj? gamyba artimiausiais metais grei?iausiai nevir?ys 5-10% visos duj? gamybos.

vandenyje tirpus a i?sklaidytos po?emin?s hidrosferos dujos(iki 4500 m gylio) yra paplit? beveik visur ?em?s plutoje. Bendri duj? i?tekliai po?eminiame vandenyje iki 4500 m gylio, VNIGRI skai?iavimais, siekia 10 000 trilijon? m3, o iki gylio vidutini?kai nevir?ija 10 km.

?em?s po?emin? hidrosfera d?l didelio angliavandenili? ir kit? duj? komponent? tirpumo joje geologiniu laiku yra nuolatinio, vietomis laipsni?ko duj? prisotinimo daugiausia angliavandeniliais b?senoje, d?l ko nei?vengiamai susidaro zon?. ribojantis duj? prisotinim?. Toki? zon?, ?iuo metu patikimai nustatyt? jaunose platformose, taip pat t?, kurios egzistavo daugelio region? vystymosi senoviniais etapais, tyrimas leid?ia atskleisti geochemini? ry?i? tarp angliavandenili? telkini? ir prisotint? duj? pob?d?. po?eminis vanduo.

Mokslini? tyrim? apimtis naftos ir duj? hidrogeologijos srityje yra bendro modelio, pagal kur? pramoniniai duj? ir galb?t naftos telkiniai," yra pasaulinio po?emin?s hidrosferos prisotinimo dujomis proceso pasekm?.

Pateiktas schematinis modelis glaud?iai atitinka gamtines s?lygas toliau nurodytose specifin?se dujas turin?iose provincijose ir dujas turin?iose regionuose.

Biodujos

Anks?iau Rusijoje niekas rimtai negalvojo apie dujin? kur? i? vietini? i?tekli?. ?alis, turinti dideles naftos ir duj? atsargas, gal?t? tai sau leisti. Gamtini? i?tekli? neturin?iose ?alyse nuo devintojo de?imtme?io vidurio visi galimi vietiniai alternatyvi? varikli? degal? ?altiniai buvo registruojami ir prad?ti gaminti. Tai vis? pirma ?vairi? r??i? augalin?s ir gyv?nin?s kilm?s biomas?.

Biodujos – tai metano ir anglies dioksido mi?inys, susidarantis ?vairi? biomasi? metano fermentacijos metu. Metano fermentacija - nat?ralios anaerobini? bakterij? biocenoz?s rezultatas - vyksta nuo 10 iki 55 ° C temperat?roje trimis intervalais: 10 ... 25 ° C - psichofilin?; 25,40 °С - mezofilinis; 52...55 °С – termofilinis. Sistemos dr?gm? svyruoja nuo 8 iki 99 laipsni? %, optimali vert? yra 92 - 93%. Metano kiekis biodujose skiriasi priklausomai nuo ?aliavos chemin?s sud?ties ir gali b?ti 50-90%.

Biodujos pramonin?s gamybos ir naudojimo transporto priemoni? varikliuose po?i?riu yra rimtas praktinis Rusijos interesas. M?s? ?alyje per metus susikaupia iki 300 mln. t (saus?j? med?iag?) organini? atliek?: 250 mln. ton? ?em?s ?kio gamyboje, 50 mln. ?ios atliekos yra puiki ?aliava biodujoms gaminti. Galimas bioduj? kiekis per metus gali siekti 90 mlrd. m 3 , tai yra 40 mln. ton? naftos ekvivalento 20 mlrd. eur?. Bendra potenciali pagaminamo biokuro (sintetini? ir bioduj?) vert? gali siekti 35 mlrd. eur? per metus.

Atliek? fermentacij? geriausia atlikti p?dytuvuose – metalin?se arba gel?betonin?se talpyklose su kaitinimu ir mai?ymu.

Gaminant biodujas i? kiet?j? komunalini? atliek? (KN), jos pirmiausia susmulkinamos, o po to metano rezervuare sumai?omos su nuotek? dumblu i? nuotek? valymo ?rengini? nusodintuv?. Dujose yra iki 50 % metano, 25 % anglies dioksido, iki 2 % vandenilio ir azoto. ?i technologija pla?iai naudojama u?sienyje – JAV, Vokietijoje, Japonijoje, ?vedijoje.

Biodujos yra viena perspektyviausi? varikli? degal? r??i?, gaminam? i? vietini? ?aliav? pramonin?s gamybos ir panaudojimo transporto priemoni? varikliuose po?i?riu. Per trump? laik? daugelyje pasaulio ?ali? buvo sukurta i?tisa bioduj? gamybos pramon?.

Nema?a dalis pagaminam? bioduj? naudojama elektros gamybai.

Tarp i?sivys?iusi? ?ali? bioduj? gamybos ir naudojimo lyder? tenka Danijai.

Kaip rodo praktika, nuotek? duj? i?eiga i? perdirbimo stoties, tiekiamo i? kanalizacijos tinklo, aptarnaujan?io 100 t?kstan?i? gyventoj? turin?i? gyvenviet?, pasiekia daugiau nei 2500 m 3 per dien?, o tai prilygsta 2000 litr? benzino.

Bioduj? gamyba taip pat apima s?vartyno duj? arba bioduj? i? s?vartyn? atliek? gamyb?. ?iuo metu daugelyje ?ali? kuriamos specialios ?rengtos komunalini? kiet?j? atliek? saugyklos, siekiant i? j? i?gauti biodujas elektros ir ?ilumos energijai gaminti. ?em?s ?kyje yra daug ?aliav?, skirt? fermentacijai.

Bioduj? technologijos yra veiksmingos bet kuriame did?iul?s Rusijos klimato regione. Tokiu b?du jau gaminamas ?iuolaikiniam Rusijos ?em?s ?kiui taip reikalingas dujinis kuras ir itin efektyvios organin?s tr??os.

Ta?iau motorini? transporto priemoni?, varom? ma?o ?ilumingumo dujomis, pavyzd?iui, bioduj?, suk?rimas kelia tam tikr? sunkum?. Tod?l tikslingiau naudoti ne biodujas, o i? j? gaut? biometan?. Tam i? bioduj? pa?alinamas CO 2 ir kitos priemai?os. Susidariusiose dujose (biometanas) yra 90-97% CH4, o j? ?ilumingumas yra 35-40 MJ/m 3 . Bioduj? valymas i? anglies dioksido gali b?ti atliekamas ?vairiais b?dais. Da?niausi yra duj? plovimas skystais absorbentais (pavyzd?iui, vandeniu), u??aldymas, adsorbcija ?emoje temperat?roje.

Biometanas, kaip ir kiti dujiniai degalai, turi ma?? t?rin? energijos koncentracij?.

Suskystintos dujos

Pana?i informacija.

Dujos, kurios i?gaunamos i? ?em?s gelmi? arba yra kit? angliavandenili? perdirbimo produktas, v?liau gali b?ti naudojamos suskystintos arba susl?gtos formos. Kokios yra abiej? atitinkamo kuro naudojimo variant? ypatyb?s?

Kas yra suskystintos dujos?

Pagal suskystintas?prasta suprasti gamtines dujas, kurios i? pradin?s, fakti?kai dujin?s b?senos pereina ? skyst? – au?inant iki labai ?emos, ma?daug minus 163 laipsni? Celsijaus, temperat?ros. Degal? kiekis suma??ja apie 600 kart?.

Suskystintoms dujoms transportuoti reikia naudoti specialias kriogenines talpyklas, kurios gali palaikyti reikiam? atitinkamos med?iagos temperat?r?. ?ios r??ies kuro privalumas yra galimyb? j? pristatyti ? tas vietas, kur sud?tinga nutiesti ?prastus dujotiekius.

Suskystintoms dujoms paversti pradine b?sena taip pat reikalinga speciali infrastrukt?ra – i?dujinimo terminalai. Nagrin?jamo kuro r??ies perdirbimo ciklas – gavyba, skystinimas, transportavimas ir dujinimas – ?enkliai padidina galutin? duj? kain? vartotojui.

Aptariamas kuras naudojamas, da?niausiai tais pa?iais tikslais kaip ir pirmin?s gamtin?s dujos – patalpoms ?ildyti, pramon?s ?rengini?, elektrini? funkcionavimui u?tikrinti, kaip ?aliava kai kuriuose chemijos pramon?s segmentuose.

Kas yra susl?gtos gamtin?s dujos?

Pagal suspaustas, arba suspaustas, ?prasta suprasti gamtines dujas, kurios, kaip ir suskystintos dujos, taip pat pateikiamos skystoje b?senoje, ta?iau pasiekiamos ne suma?inus kuro temperat?r?, o padidinus sl?g? inde, ? kur? jis dedamas. Susl?gt? duj? t?ris yra apie 200 kart? ma?esnis nei pradin?s b?senos kuro.

Gamtini? duj? pavertimas skystomis naudojant auk?t? sl?g? paprastai yra pigesnis nei kuro suskystinimas suma?inant jo temperat?r?. Nagrin?jamos r??ies dujos gabenamos konteineriuose, kurie paprastai yra ma?iau technologi?kai sud?tingi nei kriocisteriai. Atitinkamos r??ies degal? pakartotinis dujinimas nereikalingas: kadangi jis yra auk?to sl?gio, j? lengva i?imti i? bak? - pakanka atidaryti j? vo?tuvus. Tod?l susl?gt? duj? kaina vartotojui daugeliu atvej? yra ma?esn? nei b?dinga suskystintam kurui.

Susl?gtos dujos da?niausiai naudojamos kaip kuras ?vairiose transporto priemon?se – automobiliuose, lokomotyvuose, laivuose, orlaivi? duj? turbininiuose varikliuose.

Palyginimas

Pagrindinis skirtumas tarp suskystint? ir susl?gt? duj? yra tas, kad pirmosios r??ies kuras gaunamas suma?inus pradin?s dujin?s med?iagos temperat?r?, kuri lydima jos virsmo skys?iu. Susl?gtos dujos taip pat yra skystas kuras, ta?iau jos gaunamos dedant ? ind? esant auk?tam sl?giui. Pirmuoju atveju pradinis duj? t?ris vir?ija apdorot? (perkeliam? ? skyst?) apie 600 kart?, antruoju atveju – 200 kart?.

Pa?ym?tina, kad suskystintos dujos da?niausiai gaunamos apdorojant „klasikines“ gamtines dujas, kurias daugiausia sudaro metanas. Susl?gtas kuras taip pat gaminamas i? daugelio kit? nat?raliai susidaran?i? duj?, toki? kaip propanas ar butanas.

Nustat? skirtum? tarp suskystint?j? ir susl?gt? duj?, i?vadas pateiksime lentel?je.

Lentel?

Gamtines dujas daugiausia sudaro metanas (ne ma?iau kaip 90 %) su nedidel?mis etano (iki 6 %), propano (iki 1,7 %) ir butano (iki 1 %) priemai?omis.

Metano dujos yra bespalv?s ir bekvap?s, ma?ai tirpios vandenyje, lengvesn?s u? or?. Tai rei?kia so?iuosius angliavandenilius, kuri? molekul?s susideda tik i? anglies ir vandenilio. Didelis vandenilio kiekis u?tikrina pilnesn? kuro degim? variklio cilindruose, lyginant su benzinu ir suskystintomis naftos dujomis, tod?l metanas yra visavertis kuras automobiliams su geromis antidetonacin?mis savyb?mis.

Metano charakteristikos.

Molekulin? formul? – CH4

Molin? mas?, kg / mol - 16,03

Tankis esant 15°C temperat?rai ir 0,1 MPa sl?giui:

- dujin?je b?senoje, kg / m 3 - 0,717

– skystoje b?senoje, kg/l – 0,42

Anglies skai?ius – 2,96

Virimo temperat?ra, ° С - -161,7

Savaiminio u?sidegimo (blyksnio) temperat?ra, ° С - 590

Grynoji kaloringumas:

- dujin?je b?senoje, kJ / m3 - 33800

– skystos b?senos, kJ/l – 20900

Santykinis tankis (oru) - 0,554

Korozinis aktyvumas – n?ra

Toksi?kumas – netoksi?kas

Degimo temperat?ra, ° С - 2030 m

Nuoroda . Degimo ?iluma.

Degimo ?iluma- ?ilumos kiekis, i?siskiriantis visi?kai sudegus 1 m 3 duj?, esant atmosferos sl?giui ir 20 ° C temperat?rai.

Yra didesnis ir ma?esnis duj? degimo kaloringumas. Nustatant did?iausi? ?ilumin? vert?, atsi?velgiama ? vis? degimo metu i?siskirian?i? ?ilum?, kuri pa?alinama i? degimo produkt? juos at?aldant iki pradin?s temperat?ros. Prakti?kai susidar? vandens garai nesikondensuoja ir i?ne?a dal? ?ilumos, sunaudojamos kaitinant 1 kg vandens nuo 0 iki 100 °C, tai yra 418,6 kJ.

Degimo metu sunaudojama ?iluma, kad i?garint? kuro dr?gm?, gaunam? deginant vandenil?. Tod?l dujiniam kurui apib?dinti prakti?kai naudojama ma?esn? duj? degimo ?ilumingumas, kuris yra standartin? vert?.

Prie? naudojant kaip varikli? degalus, gamtin?s dujos yra i? anksto paruo?iamos, kad atitikt? variklio veikimo parametrus (ne?varumus) ir laikymo transporto priemon?je s?lygas.

Kadangi gamtin?s dujos yra suskystintos -161,7°C temperat?roje, o ?prastomis s?lygomis to padaryti ne?manoma, jos laikomos ant automobili? balionuose iki 20 MPa (200 kg/cm2) susl?gtoje b?senoje.

Susl?gtoms dujoms b?dinga tai, kad esant 20°C temperat?rai ir auk?tam sl?giui (20 MPa) jos i?lieka dujin?s b?senos.

Dujos gamtinis kuras susl?gtas (susl?gtos gamtin?s dujos).

Pagal fizikinius ir cheminius parametrus bei priemai?? kiek? gamtin?s kuro dujos turi atitikti GOST 27577-2000 „Susl?gtos gamtin?s dujos vidaus degimo varikliams“.

Kalbant apie fizikinius ir cheminius parametrus, dujos pagal ?? GOST turi atitikti 1 lentel?je pateiktus reikalavimus ir standartus.

1 lentel?.

Susl?gt? gamtini? duj? naudojimo tr?kumai ir prana?umai, palyginti su benzinu.

1. Tr?kumai.

1.1. D?l auk?to sl?gio duj? kiekio reikia naudoti didelio stiprumo balionus, kurie turi didel? mas? ir yra pagaminti i? auk?tos kokyb?s plieno. Vieno 50 litr? talpos baliono su 10 m 3 duj? svoris yra apie 70 kg. Duj? balion? montavimas automobilyje rei?kia, kad automobilio keliamoji galia suma??ja 10–12%, taip pat suma??ja automobilio atstumas.

SGD balionai yra auk?to sl?gio indai, legiruotojo plieno balionams bandymo laikotarpis nustatomas kart? per 5 metus, o anglinio plieno - kart? per 3 metus.

1.2. Kadangi metano duj? ir oro mi?inio ?ilumingumas yra ma?esnis u? benzino ir oro mi?inio ?ilumin? vert? (3,22 MJ / m 3 metanui su oru ir 3,55 MJ / m 3 benzinui su oru), o d?l ma?esnis cilindr? u?pildymo laipsnis, variklio galia pavertus susl?gt?sias dujas suma??ja 18-20%.

1.3. Naudojant dujin? kur?, ?iem?, kai temperat?ra ?emesn? nei 15°C, sunku u?vesti varikl?. Prie?astis – auk?tesn? duj? ir oro mi?inio u?sidegimo temperat?ra ir ma?esnis liepsnos plitimo greitis.

1.4. Dujini? balion? transporto priemoni? prie?i?rai ir remontui reikalinga auk?tesn? aptarnaujan?io personalo kvalifikacija. Palyginti su benzinini? ir dyzelini? varikli? prie?i?ra, duj? ?rangos prie?i?ros ir remonto darbo intensyvumas padid?ja 13-15%, o s?naudos - 4-6%.

1.5. Varikli? veikim? susl?gtomis dujomis lydi transporto priemoni? sukibimo, dinamini? ir eksploatacini? savybi? pablog?jimas: ?sib?g?jimo laikas pailg?ja 25-30 %; maksimalus greitis suma?inamas 5-7%.

2. Nauda.

2.1. Duj? degalai pilniau dega variklio cilindruose d?l platesni? duj? u?sidegimo rib?, palyginti su benzinu. Jei benzino, sumai?yto su oru, u?sidegimo ribos yra atitinkamai 6,0 ir 1,5%, tai susl?gt? duj?, sumai?yt? su oru, u?sidegimo ribos yra 15% vir?utinei ribai ir 5% apatinei ribai. Tai leid?ia varikli? darbo re?imuose deg?j? mi?in? i?eikvoti iki a=1,2-1,3.

D?l to i?metam?j? duj? toksi?kumas ?ymiai suma??ja (pagal anglies oksid? kiek? - 2-3 kartus, pagal azoto oksid? kiek? - 1,2-2,0 karto, pagal angliavandenili? kiek? - 1,1-1). 1,4 karto).

2.2. Susl?gtos dujos neskied?ia karteryje esan?ios alyvos, nenuplauna alyvos nuo cilindro sieneli? ir nepablogina tepimo s?lyg?. Tod?l dujomis varom? varikli? dali? susid?v?jimas yra ma?esnis nei benzinini?. D?l to varikli? variklio resursas padid?ja 1,3–1,5 karto. Taip pat 1,5-2 kartus pailg?ja alyvos tarnavimo laikas, o savikaina suma??ja 25-35 proc.

2.3. SGD kainos yra ma?esn?s nei benzino: Degal? s?naudas galima sutaupyti, nepaisant suma??jusios variklio galios ir suma??jusios transporto priemon?s naudingosios apkrovos.

Autotrans-consultant.ru.

Duj? chemin? sud?tis. Taikymas

Pagrindin? gamtini? duj? dalis yra metanas (CH4) – iki 98 proc. Gamtini? duj? sud?tyje taip pat gali b?ti sunkesni? angliavandenili? – metano homolog?:

etanas (C 2 H 6),

propanas (C3H8),

butanas (C 4 H 10),

taip pat kitos ne angliavandenili? med?iagos:

vandenilis (H2),

vandenilio sulfidas (H2S),

anglies dioksidas (CO 2),

helis (He).

Grynos gamtin?s dujos yra bespalv?s ir bekvap?s. Kad b?t? galima nustatyti nuot?k? pagal kvap?, ? dujas ?pilama nedidelis kiekis stipr? nemalon? kvap? turin?i? med?iag? (vadinam?j? kvapi?j? med?iag?). Da?niausiai naudojamas kvapiklis yra etilo merkaptanas.

Angliavandenili? frakcijos yra vertinga ?aliava chemijos ir naftos chemijos pramonei. Jie pla?iai naudojami acetileno gamybai. Etano piroliz?s metu susidaro etilenas, svarbus organin?s sintez?s produktas. Propano-butano frakcijos oksidacijos metu susidaro acetaldehidas, formaldehidas, acto r?g?tis, acetonas ir kiti produktai. Izobutanas naudojamas didelio oktaninio skai?iaus varikli? degal? komponentams gaminti, taip pat izobutilenas – ?aliava sintetiniam kau?iukui gaminti. Dehidrogenuojant izopentan? gaunamas izoprenas – svarbus produktas sintetini? kau?iuk? gamyboje.

Susl?gtos gamtin?s dujos- Susl?gtos gamtin?s dujos, naudojamos kaip varikli? degalai vietoj benzino, dyzelino ir propano.

Gamtin?s dujos, kaip ir bet kurios kitos, gali b?ti susl?gtos kompresoriumi. Tuo pa?iu metu ?ymiai suma??ja j? u?imamas t?ris. Gamtin?s dujos tradici?kai suspaud?iamos iki 200–250 bar? sl?gio, tod?l t?ris suma??ja 200–250 kart?. Dujos suspaud?iamos (suspaud?iamos) transportavimui magistraliniais dujotiekiais, norint palaikyti tinkam? sl?g? rezervuaro viduje (rezervuaro sl?g?) ?pur?kiant po ?eme, o susl?gt? gamtini? duj? gamyba yra tarpinis suskystint? gamtini? duj? gamybos etapas. Susl?gtos gamtin?s dujos yra pigesn?s nei tradicinis kuras, o j? degimo produkt? sukeliamas ?iltnamio efektas yra ma?esnis lyginant su ?prastu kuru, tod?l yra saugesnis aplinkai. Susl?gt? gamtini? duj? saugojimas ir transportavimas vyksta specialiose duj? kaupimo talpyklose. Taip pat ? susl?gtas gamtines dujas ?pilama bioduj?, tod?l ? atmosfer? i?metama ma?iau anglies.

Susl?gtos gamtin?s dujos kaip kuras turi kelet? privalum?:

· Metanas (pagrindin? gamtini? duj? sudedamoji dalis) yra lengvesnis u? or? ir atsitiktinai i?siliejus greitai i?garuoja, skirtingai nei sunkesnis propanas, kuris kaupiasi nat?raliose ir dirbtin?se ?dubose ir sukelia sprogimo pavoj?.

· Netoksi?kas ma?omis koncentracijomis;

· Nesukelia metal? korozijos.

· Susl?gtos gamtin?s dujos yra pigesn?s u? bet kok? naftos kur?, ?skaitant dyzelin?, ta?iau pranoksta jas pagal kaloringum?.

· ?ema virimo temperat?ra garantuoja visi?k? gamtini? duj? i?garinim? ?emiausioje aplinkos temperat?roje.

· Gamtin?s dujos sudega beveik visi?kai ir nepalieka suod?i?, blogindamos aplink? ir suma?indamos efektyvum?. Pa?alintose d?m? dujose n?ra sieros priemai?? ir nesunaikinamas kamino metalas.

· Dujini? katil? eksploatavimo i?laidos taip pat ma?esn?s nei tradicini?.

Kitas susl?gt? gamtini? duj? bruo?as yra tas, kad gamtin?mis dujomis veikiantys katilai pasi?ymi didesniu naudingumu – iki 94%, nereikalauja kuro s?naud? joms pa?ildyti ?iem? (kaip alyvos ir propano-butano).

Gamtin?s dujos, atv?sintos i?valius nuo priemai?? iki kondensacijos temperat?ros (-161,5 0 C), virsta skys?iu, vadinamu suskystintomis gamtin?mis dujomis. Suskystintos dujos yra bespalvis, bekvapis skystis, kurio tankis yra perpus ma?esnis nei vandens. 75-99% sudaro metanas. Virimo temperat?ra -158 ... -163 0 C. Skystoje b?senoje jis yra nedegus, netoksi?kas, neagresyvus. Naudojant, jis i?garinamas iki pradin?s b?senos. Deginant garams susidaro anglies dioksidas ir vandens garai. Duj? t?ris skystinimo metu suma??ja 600 kart? – tai vienas pagrindini? ?ios technologijos privalum?. Skystinimo procesas vyksta etapais, kuri? kiekvienoje dujos suspaud?iamos 5-12 kart?, po to at?aldomos ir perkeliamos ? kit? etap?. Tikrasis suskyst?jimas ?vyksta au?inant po paskutinio suspaudimo etapo. Taigi suskystinimo procesui reikia daug energijos – iki 25 % jos kiekio, esan?io suskystintose dujose. Suskystintos dujos gaminamos vadinamuosiuose suskystinimo ?renginiuose (gamybose), po to jas galima gabenti specialiuose kriogeniniuose konteineriuose – j?riniuose tanklaiviuose arba sausumos transportui skirtose talpyklose. Tai leid?ia tiekti dujas ? vietoves, esan?ias toli nuo pagrindini? dujotieki?, tradici?kai naudojam? ?prastoms gamtin?ms dujoms transportuoti. Suskystintos gamtin?s dujos saugomos ilg? laik?, o tai leid?ia sukurti atsargas. Prie? tiekiant tiesiogiai vartotojui, suskystintos gamtin?s dujos gr??inamos ? pradin? dujin? b?sen? pakartotinio dujinimo terminaluose. Pirmieji bandymai suskystinti gamtines dujas pramon?s reikm?ms datuojami XX am?iaus prad?ioje. 1917 metais JAV buvo prad?tos gaminti pirmosios suskystintos gamtin?s dujos, ta?iau vamzdyn? tiekimo sistem? pl?tra ilgam atitolino ?ios technologijos tobulinim?. 1941 metais dar kart? buvo bandoma gaminti SGD, ta?iau pramonin? mast? gamyba pasiek? tik nuo septintojo de?imtme?io vidurio. Rusijoje pirmoji suskystint? gamtini? duj? gamykla prad?ta statyti 2006 m., ?gyvendinant projekt? Sachalin-2. I?kilmingas gamyklos atidarymas ?vyko 2009 m. ?iem?.

Skal?n? duj?- i? skal?n? i?gaunamos gamtin?s dujos, daugiausia sudarytos i? metano. Pirmasis komercinis skal?n? duj? gr??inys buvo i?gr??tas JAV 1821 m. Didelio masto komercin? skal?n? duj? gavyb? 2000-?j? prad?ioje Jungtin?se Valstijose Barnett Shale telkinyje prad?jo stambaus masto komercinis gr??inys, kuriame buvo i?gr??tas pirmasis horizontalus gr??inys srityje 2002 m. D?l staigaus gamybos padid?jimo, vadinamo „duj? revoliucija“, 2009 m. JAV tapo pasauline duj? gavybos lydere (745,3 mlrd. m 3 ), daugiau nei 40 % duj? gaunama i? netradicini? ?altini? (anglies sluoksnio metano ir skal?n?). dujos).

Pasaulyje skal?n? duj? i?tekliai siekia 200 trilijon? m 3 . 2011 met? saus? ekonomistas A.D. Haitun ra?? apie galimyb?, kad skal?n? dujos „i?tiks anglimi k?renamo metano likim?, o ilgalaikio lauko eksploatavimo metu ?enkliai suma??s gamybos augimas, arba biokuro, kurio did?ioji dalis pasaulyje pagaminamos Amerikoje, likim?. , o dabar ma??ja“.

Duj? atsargos ir i?tekliai

Pasauliniai degi?j? duj? geologiniai atsargos ?emynuose, ?elf? ir sekli? j?r? zonoje, prognozuojamais skai?iavimais, siekia 10 15 m 3 , o tai prilygsta 10 12 ton? naftos.

Did?iausi telkiniai SSRS buvo: Urengojus (4 trilijonai m 3) ir Zapolyarnoye (1,5 trilijonai m 3), Vuktylskoye (452 milijardai m 3), Orenburgas (650 milijard? m 3), Stavropolskoye (220 milijard? m 3), Gazli (445 mlrd. m 3 ) Vidurin?je Azijoje; ?ebslinskoje (390 mlrd. kub.m.) Ukrainoje.

Jamalo pusiasalyje ir gretimose akvatorijose aptikta 11 duj? ir 15 naftos ir duj? kondensato telkini?, i?tirti ir preliminariai apskai?iuoti (АВС 1 + С 2) duj? rezervai yra apie 16 trilijon? m 3, perspektyv?s ir prognozuojami (С 3 -D 3) duj? i?tekliai yra apie 22 trilijonus m 3. Reik?mingiausias Jamalo telkinys pagal duj? atsargas yra Bovanenkovskoje – 4,9 trilijono m 3 (АВС 1 + С 2), kuris bus prad?tas pl?toti 2012 m., o dujos bus tiekiamos ? nauj? magistralin? dujotiek? Bovanenkovo-Ukhta. Pradiniai Charasaveyskoje, Kruzenshternskoje ir Yuzhno-Tambeyskoye telkini? rezervai yra apie 3,3 trilijono m 3 duj?.

Ryt? Sibiras ir Tolimieji Rytai sudaro apie 60% Rusijos Federacijos teritorijos. Pradiniai bendri duj? i?tekliai Rusijos rytuose yra 52,4 trilijono m 3 , lentynoje - 14,9 trilijono m 3 .

Rusijoje vien „Gazprom“ duj? gamyba 2011 m. siek? 513,2 mlrd. m3. Tuo pa?iu metu C 1 kategorijos atsarg? padid?jimas pasiek? rekordin? lyg? - 686,4 mlrd. m 3, kondensato - 38,6 mln. t. 2012 metais planuojama pagaminti 528,6 mlrd.

Kondensatas

Kondensatas– skystas gamtini? duj? atskyrimo produktas. J? daugiausia sudaro skysti angliavandeniliai normaliomis s?lygomis - pentanas ir sunkesni alkano, ciklano ir areno sud?ties angliavandeniliai. Tankis paprastai nevir?ija 0,785 g/cm 3 , nors yra ?inomi skirtumai su tankiais iki 0,82 g/cm 3 . Virimo pabaiga yra nuo 200 iki 350 0 C.

I?skirti neapdorotas atskyrimo kondensatas ir stabilus gaunamas giliai degazuojant neapdorot? kondensat?. Kondensato kiekis rezervuaro dujose i?rei?kiamas jo t?rio ir atskirt? duj? t?rio santykiu (cm 3 /m 3) ir vadinamas kondensato faktorius. Kondensato kiekis, susij?s su 1 m 3 atskirt? (laisv?j?) duj?, siekia 700 cm 3 . Priklausomai nuo kondensato koeficiento reik?m?s, dujos yra „sausos“ (ma?iau nei 10 cm 3 /m 3), „liesos“ (10–30 cm 3 /m 3) ir „riebios“ (30–90 cm 3 /m). 3). Dujos, kuri? GOR yra didesnis nei 90 cm 3 /m 3, vadinamos duj? kondensatu. Vuktylio naftos ir duj? kondensato telkinyje kondensato koeficientas yra 488-538 cm 3 /m 3, gamtin?s dujos i? Vakar? Sibiro telkini? da?niausiai yra „sausos“.