Природен газ

[Mozo]

Природният газ е първичен източник на енергия с нарастващо значение за обществения сектор, енергетиката и промишлеността в целия свят.
Образуван е от анаеробно разлагане на органичен материал. Произходът на въглеводородните газове, от които той се състои, е свързан главно с биохимични процеси, в резултат, на които се разлагат и преобразуват органични вещества, състоящи се от останките на измрели животински организми и растителни видове. Природно естествена среда за образуване на нефт и газ са органичните утайки на застоялите водни басейни, съдържащи предимно нисши водорасли и измрели животински видове.
Природният газ е смес от въглеводороди метан СН4, етан С2Н6, пропан С4Н10 и незначителни количества по-тежки въглеводороди - пентан С5Н16, хексан С7Н16 и други. Почти във всички видове природен газ се съдържат азот N2 и въглероден двуокис СО2 , по–рядко се съдържа сероводород Н2S и инертни газове. При атмосферно налягане се втечнява при -161°С.
Природният газ е първичен енергиен източник – добива се от земните недра, за разлика от пропан-бутана, който се получава при преработката на петрола. Природният газ е по-лек от въздуха. При концентрация на природен газ от 5 до 15% във въздуха сместа е взривоопасна. Температурата на самозапалване на природния газ 537°С при атмосферни условия. Основните продукти при изгарянето му са въглероден двуокис и водни пари. Топлината на изгаряне на природния газ е 7000 - 9000 Kcal/m3.
Днес иследването на газоносните пластове изисква създаването на едни от най-сложните в света технологии, а добивът на природен газ и нефт са едни от най-големите предизвикателства пред науката и техниката.
Напоследък все по-актуален става бизнесът с течности, получени от природен газ. Става дума най-вече за ултрачистото дизелово гориво, синтезирано от метан, а в бъдеще се очаква тази промишленост да расте с ускорени темпове.
Природният газ /метанът/ е най-атрактивното гориво. Той е екологично чист и е с най-ниска цена от горивата. Той е едно от алтернативните горива, чието използване се насърчава от Европейския съюз и които до 2020 година трябва да заемат 10% от автомобилния парк на Европейския съюз.
Предимства на природния газ /метан/:
• По-ниска цена спрямо другите горива
• Използването му намалява емисиите от вредни газове
• Намалява се износването на двигателя
• Увеличава се срока за използване на двигателното масло
• Възможност за използване в бензинови и дизелови двигатели
• Мрежа от метанстанции покриваща цялата страна.
Природният газ (метана) намира все по-широко приложение като основно гориво на моторните превозни средства (МПС) с двигатели с вътрешно горене (ДВГ). Като гориво за ДВГ се използват основно продуктите от преработка на нефта – различни видове бензини, дизелово гориво и втечнен въглеводороден газ пропан-бутан. Запасите от нефт са ограничени, поради което тенденцията е за постоянно нарастване на цените на нефто продуктите. Залежите на природен газ са практически неограничени, защото тепърва предстои разработването на нови находища, а и в изчерпаните нефтени находища остават огромни количества природен газ. Един нормален кубичен метър природен газ (при температурана въздуха 0°С и налягане 760 мм живачен стълб) по енергийни показатели е еквивалентен на 1.1-1.2 литра бензин. С природен газ едно МПС ще измине 100 км., с около 3 пъти по-малко пари спрямо бензина и с 2.5 пъти спрямо дизеловото гориво.
От всички въглеводородни газове природният газ има най-много водород на един въглероден атом, поради което има висока температурапри изгаряне, широки граници на възпламеняване на газо-въздушната смес, по-пълно горене и по-ниско съдържание на токсични вещества.
От всички видове горива за ДВГ природният газ има най-висока детонационна устойчивост при горене.Октановото му число е между 105 - 110 единици, което позволява да се повиши степента на сгъстяване на ДВГ и да се подобри горивната им икономичност.От всички видове горива, природният газ отделя най-много топлина при изгаряне, което води до подобряване на горивната икономичност на двигателите и термичния коефициент на полезно действие (КПД).
Поради еднаквите агрегатни състояния на въздуха и природния газ, смесообразуването между тях е многократно по-добро и горенето е значително по-пълно. Използването на природния газ позволява токсичните вещества, саждите и димността на отработилите газове да се намаляват 3 - 4 пъти. Природният газ (след водорода) е най-екологичното чисто гориво за машините с вътрешно горене.
Поради по-високата детонационна устойчивост на природния газ, по-доброто смесообразуване с въздуха, по-пълното изгаряне и липса на миещи свойства, износването на двигателите се намалява с 1.5 до 2 пъти !
Годността на запалителните свещи се увеличава с 40% - 50 % , а срокът на ползване на маслата от 1.3 до 1.8 пъти.
Всички МПС с бензинови и дизелови двигатели могат да се преустроят за работа, освен с течно гориво и с природен газ.
Основните елементи на системата за природен газ при бензиновите ДВГ са : газова бутилка/ки, тръбопровод, магистрален и заряден ел.клапан, газов смесител, редуктор-изпарител за газ и ел.превключвател.
За да има достатъчен запас от гориво за двигателите, природният газ трябва предварително да се „подготви”. Начините за това са три:
• чрез сгъстяване до високо налягане до 20-22 м Ра
• чрез втечняване на природния газ до охлаждане до минус 162°С
• чрез получаване на метанол от природния газ.

Най-широко приложение е намерил първият начин – чрез компресори за високо налягане, природният газ се сгъстява до 20-22 м Ра и се съхранява в специални бутилки. Бутилките основно са цилиндрични, изработени от легирана стомана.
Тежат около 30 кг. празни. В бутилка с обем 56 литра, запълнени с природен газ, с налягане 20м Ра, се събират около 9-10 кг. газ метан.
Вече са разработени и карбонови бутилки, които се характеризират със своята лекота и възможност да събират около 15 кг.метан.
При бензиновите ДВГ природният газ заменя на 100% бензина. В България вече съществуват метанстанции в почти всички големи градове, което дава възможност с оглед икономии на средства и по-добри екологични показатели да се преустройват все повече ДВГ на МПС за работа с природен газ.
Икономическата ефективност за собствениците на МПС като цяло е много голяма: на всеки литър бензин, заменен с природен газ, се икономисват около 1.20 лв. Разчетите показват, че газовата система за природен газ се изплаща от реализираната икономия за 6-7 месеца.
Днес танкерите за втечнен метан са свръхобезопасени и са не само едни от най-сигурните, но и едни от най-екологичните морски съдове – несравнимо по-безопасни за околната среда от нефтените танкери. Най-големият клиент на този танкерен флот е Япония, която не разполага с почти никакви местни източници на енергия, а строежът на газопроводи към острова е много трудно начинание. Япония разполага и с най-големият “флот” от автомобили, задвижвани с газови горива. Основните доставчици на втеченен природен газ (LNG) днес са САЩ, Оман и Катар,Канада.

Целият материал: