АПГ (адсорбированный природный газ) где он?

Этой темой у нас плотно занимается камрад BERES. Меня она тоже очень заинтересовала, так как на первый взгляд сложно переоценить эффект от внедрения этой технологии в развитии транспорта на природном газе, особенно в свете проблем с жидкими углеводородами. Ведь в основном, сейчас на газовом транспорте  используется так называемый КПГ.

КПГ (Компримированный природный газ) — сжатый природный газ (метан), используемый в качестве моторного топлива. В настоящее время автомобили, использующие компримированный природный газ, получают все большее распространение во всем мире и России в частности, в связи с дороговизной или нехваткой жидких топлив.

Больше всего автомобилей, работающих на КПГ (около 70 %) сосредоточено в шести странах: Иране, Пакистане, Аргентине, Бразилии, Китае и Индии.

К примеру 1 литр жидкого моторного топлива энергетически эквивалентен 1 кубическому метру метана. Один кубический метр метана в 4-7 раз дешевле 1 литра жидких моторных топлив.

 

При всех плюсах такого топлива: его малой стоимости, его экологичности, его меньшей взрывоопасности, чем пропано-бутановая смесь и даже бензин, у этой технологии есть большой минус в том, что газ приходится закачивать и хранить в балонах высокого давления (до 200 атмосфер), что ограничивает ее развитие.

Чтобы решить эту проблему, надо либо использовать СПГ (сжиженный природный газ), который можно держать под невысоким давлением, но тогда весь выигрыш нивелируется тем, что его надо охлаждать и хранить с температурой до −160 °C, что конечно является чушью, или требуется использовать АПГ.

АПГ (Адсорбированный природный газ) — это природный газ адсорбированный на пористом сорбенте при относительно низком давлении 30-50 атм. (в 4 раза меньше, чем КПГ) и температуре окружающей среды (СПГ напомню хранится при -160°C) .

Почему же не видно прогресса этой технологии?

Стоит ознакомится с этой диссертацией, которая в сети появилась совсем недавно и которая дала ответ на многие вопросы:

www.bmstu.ru/dissertation/content/files/148/dissertation.pdf

Вот что пишет  BERES:

Пиндосы уже запустили трактор на АПГ, ну так им ДАРПА выделило в 10 раз больше денег, чем нам надо.

 

Точнее трактор-газонокосильщик. Видео здесь: https://www.youtube.com/watch?v=pkoEqksmys4.

 

Молекулы метана располагаются в порах композитного адсорбента при значительно меньшем давлении, чем в свободном объеме. Освобождается метан просто при снятии давления. Это происходит не мгновенно, как при закачке, но достаточно быстро, чтобы не создавать проблему двигателю, он же тоже не всё топливо мгновенно засасывает.

При адсорбции действуют ван-дер-ваальсовы силы (силы межмолекулярного взаимодействия).

44 бара (примерно 44 атм.) — это оптимальное давление и закачки, и хранения, при увеличении давления адсорбция почти прекращается, т.е в баллон АПГ влезает в 4,5 раза больше метана, чем в просто баллон.   А давление в 5 раз меньше = это вес самого железа в 5 раз меньше, баллон может быть не цельнотянутый, а сварной и произвольной формы, например прятаться в полостях авто, не занимая полезного места. Плюс, как это ни странно для обывателя,  значительно бОльшая пожаро-взрывобезопасность по сравнению с бензином, тем более пропан-бутаном.

 

 

В диссертации оговариваются границы оптимального давления от 18 до 57 бара.

 

Заправка идет медленно — 20 мин. Но есть больше дюжины решений для ускорения или обхода этого ограничения. Например, охлаждение баллона при заправке — если заправка идет с СПГ, то нет проблем….Или на каждые три баллона АПГ один КПГ, используемый в качестве ресивера — заправка почти мгновенная,  а затем в движении заправляются баллоны КПГ. Конечно, нужно будет скоро отъехать и дозаправиться, зато запас хода после двух быстрых заправок — как на бензине. И это самые очевидные варианты. Есть конечно, риск, что ни один вариант не приживется, такое в истории техники известно сплошь и рядом.

 

 

Метан уходит за 20 мин на 98%, На 100% — за 40 . Кстати, такую скорость и отсутствие остатка я пока не могу объяснить, но это экспериментальный факт. Обычные 293 К для этого адсорбента — наихудший диапазон, при более низких и, что самое интересное, при более высоких температурах поглощение улучшается. Графены знаете ли…. Очень странный материал.

Была получена теоретическая величина объемного показателя углеродных нанотрубок — 161 м3((тнд)/м3,, то есть в 1 куб. м балона помещалось 161 куб.м газа при давлении до 50 бар. Что является довольно высоким показателем, но примерно соответствует карбидовым и антрацитовым активированным углям, которые являются более дешевыми  и простыми в изготовлении. Возможно что BERES получил более лучший показатель.

Стальной баллон практически вечен — стенки толстые, химнагрузки — никакой, вода и кислород  поглощаются адсорбентом и отдаются им с газом, так что агентов ржавления нет.

Без комментариев.

Адсорбент производится из природного сырья, 15 тыс. руб за тонну, не дефицит. Адсорбент для 50 л баллона весит 5 кг.

Если это так, то это реально дешево!

 

В диссертации показано, что на сегодняшний день созданы сорбенты, которые могут быть использованы в технологии АПГ, но как всегда есть несколько НО!

В диссертации поднимаются две основные проблемы технологии АПГ, которые как раз и не дают возможности ее широкого распространения:

1) Тепловые эффекты адсорбции и десорбции, то есть нагревания сорбента при адсорбции природного газа и охлаждении при его десорбции.

2) Селективность адсорбции, которая приводит к неравномерному поглощению компонентов газовой смеси, ведь в природном газе всегда есть примеси, которые действуют «токсически» на сорбент и накапливаются с каждым циклом адсорбции-десорбции все больше и больше, выступая конкурентом метана.

И если первую проблему можно относительно просто решить техническими методами: увеличением времени зарядки и разрядки сорбента, активным внешним нагреванием или охлаждением в зависимости от фазы процесса, то вторую проблему так просто не решить! Придется или часто менять «отравленный» примесями сорбент, что подразумевает его достаточную дешевизну или использовать в заправке сверхчистый метан, что ведет к необходимости повышать степень его очистки.

Так что думаю, что никакого заговора против АПГ нет. Ведь внедрению КПГ никто не препятствует, а медленный рост рынка КПГ объяснятся недостатком технологии его использования.

Так и АПГ, пока не внедряется в нашу жизнь в связи с еще большими недостатками этой технологии.

Если же вдруг эти технические недочеты будут устранены, то переход на АПГ в транспорте несомненно будет настолько же революционным, насколько революционен был переход парового двигателя на угле на двигатель внутреннего сгорания на бензине и дизеле в начале 20 века.

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Kokunov на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Комментарии

комментария 42

  1. Gena:

    А КПД ДВС при переходе на газ повышается? ну-ну.

    • Kokunov:

      Нет. Здесь имелись в виду специальные движки для газа, кои уже начали выпускать.

    • Sobolek:

      Если улучшить наполняемость цилиндров . Увеличить степень сжатия . То можно получить неплохие характеристики .
      А при простом переходе с бенза на газ ничего хорошего не будет.
      На карбовом надо увеличить угол опережения зажигания.
      Можно поиграть с фазами ГРМ.
      Очень часто водила не замечает потери мощности при переходе на пропан из-за того , что двиг. плохо работал на бензе ( если это «впрысковый» ДВС ) . Например , мозги из-за плохого топлива уводили УОЗ на попозже и двиг тупил. Газ же имеет октановое число больше 100 и электрооника может делать УОЗ максимально ранним.

      • Kokunov:

        Ну где то так. максимальный эффект достигается на турбовых движках непосредственного вспрыска с высокой степенью сжатия. Ну а дизели на метан переводить — сам бог велел. Есть такое — ГПС, газопоршневой двигатель. По сути дизельный, работающий на газу. как минимум сохраняется мощность и крутящий момент.

  2. ubobyr:

    (СПГ напомню хранится при -160°C) .
    ============================
    Дочитал до этого места , дальше можно не читать….

    • Kokunov:

      А при какой? Может просвятите? Здесь пишут не про сжатый, а про сжиженный.

      • shadow:

        а в одноразовой зажигалке при какой хранится?

        • Kokunov:

          Там пропан, это немного другой газ, там 2-3 атмосферы. Под СПГ обычно понимают сжиженный метан.

      • ubobyr:

        эти вопросы к аффтору , я сказал что после этого места дальше читать не стал

  3. ubobyr:

    не, максимальное давление 16 атмосфер в баллоне проверка баллона (опресовка) 24 атм.

    • Kokunov:

      Еще раз. Вы путаете пропан и метан.

      • Sobolek:

        То есть вы хотите сказать , что баллон метана под ЗИЛом-мусоровозом имеет температуру -160 градусов?

        • Proper:

          Баллон метана имеет давление 150-200 атмосфер.

          Объясняю для тупых: есть два основных способа хранения и перевозки газов, один — сжатый в баллонах под давлением, зато при обычной температуре, второй — в охлажденном до температуры сжижения виде, зато при обычном атмосферном давлении.

          Пропан-бутановая смесь переходит в жидкий вид при давлении около 2 кг/см при комнатной температуре. На этой смеси и работают большинство самопальных «газовых» газелей и прочего гугна.

          Метан переходит в жидкий вид при -160 градусах при атмосферном давлении, либо требует каких-то совсем запредельных сжатий при комнатной температуре. В большинстве случаев автомобили на метане используют баллоны с давлением 150-200-300 атмосфер, чем больше давление — тем больше влезает газа.

          Пропан-бутановые смеси сейчас стоят столько, что переделывать двигатели на них не имеет большого смысла — дизель на соляре обходится как бы не дешевле.

          Метан в разы дешевле пропан-бутана, и эффективнее как топливо для ДВС. Но требует или высокого давления, или криогеники. В статье описаны попытки обойти эту проблему метана.

          • Henren:

            Дело даже не в этом. Природный газ — это смесь метана, пропана, бутана и еще нескольких газов. Метан составляет от 93 до 98% всего объема, в зависимости от месторождения. Понятно, что если перевести весь автопарк на пропан-бутан, его тупо не хватит на всех. Ну а метан в любом виде требует слишком высоких давлений. Даже 50 атмосфер — это очень, очень много. При аварии можно сразу заказывать гроб. Но самое главное — при цене бочки нефти в 70 баксов и выше куда проще вместо идиотских тупиковых решений применить современную установку получения топлива из газа. Установки такого типа работают, в т.ч. и в России, причем наша технология, через диметиловый эфир, дешевле европейской и проще, хотя, разумеется, все равно дороже получения бензина из нефти. Но повторюсь — при дефиците нефти никаких остановок перевозок не произойдёт и даже топливо на заправках не подорожает.

            • Kokunov:

              Фишка приведенной технологии — сорбент не может быстро отдать запасенный объем. Даже при 50 атм. Стандартный баллон в 80 литров за 20 минут. Это максимум

              • Henren:

                Газобаллонное оборудование — тупиковая ветвь.

                • Kokunov:

                  Вмсмысле? А какая нужна? Электричество? Бензин?
                  Если второе перевести на первое, то никаких ресурсов не хватит для выработки первого. Второе кончится, точнее станет таким дорогим, что не булет имень смысла.
                  Может все-таки развивать? Как ребята из статьи?

            • Sobolek:

              Вроде проблем особых с получением этих газов нет. Пропан — побочка , попутный газ при переработке. Метана вообще везде полно. Что значит тупиковая ветвь. Куда эти газы девать тогда?

            • Proper:

              >>При аварии можно сразу заказывать гроб.

              Ошибаетесь. Метан при аварии куда более безопасен, чем бензин. И с баллонами проблему давно решили — углепластиковые баллоны, в отличие от стальных, не взрываются с осколками, а трескаются и стравливают давление, оставаясь структурно целыми.

              • Sobolek:

                Да . И метан быстрее рассеивается , не накапливаясь в опасных концентрациях.

      • ubobyr:

        Хм, возможно….

        • Sobolek:

          Proper правильно сказал. Пропан дешев. Метан еще дешевле.
          Влияние на двигатель у пропана более негативное , чем у метана.
          Насчет эффективнее -это вопрос — необходимо пояснение.
          Снижение мощности двигателя на пропане 5-6%.
          Снижение мощности на метане до 20%.
          Заправки на пропан везде ( в разы чаще , чем метановые)
          Заправки на метан редки — надо спецом планировать заехать.
          Заправка пропаном проще , чем метаном.
          Пропан взрывоопаснее метана.
          Метановое оборудование стоит ( на газель) более 100.000 рублей.
          Гбо на пропан стоит в 3 раза меньше.

          • Proper:

            Соболёк, ты не знаешь главного: метан позволяет гораздо бОльшие степени сжатия, чем пропан и бензин. Собственно, поэтому настоящие метановые двигатели делаются из дизелей, у них коэффициент сжатия 40 и более. И на таких степенях сжатия метан энергетически эффективнее бензина, не говоря уже о пропан-бутане, и сопоставим с дизельным топливом. При этом бывший дизельный мотор на метане работает гораздо мягче, чем на соляре, у него выше долговечность и ты ды.

            Вот серийный метановый мотор ЯМЗ-534 CNG — 190 кобыл, удельный расход топлива 145 грамм на л.с. в час.

            Такой же ЯМЗ-534 на соляре имеет мощность НИЖЕ, а удельный расход соляры — тот же самый.

            • Sobolek:

              Ну если не написал — этож не значит , что не знал)). Смущает стоимость переделки. Экономический эффект будет , при коммерческом использовании техники , переведенной на метан. Для газели прибавка в 350.000 руб губительна. За пояснение про эффективность — спасибо. Мягкость работы — тоже важный момент. Замечен положительный эффект при работе на пропане касаемо ЗМЗ405.2. Этот мотор «верховой» : макс момент 210н.м. при4200 , макс мощн. 152 при5200. Для тяжелого полноприводного авто не лучшие хар-ки. В тяжелой грязи момента на низах нет , пониженная не спасает. Применение пропана видимо сместило график ВСХ в зону низких оборотов и мотор не «рвет» сразу , позволяет худо-бедно ехать внатяг.

              • DAS212:

                https://vimeo.com/111103415 — вот, замутили проектик, автобусы теперь работают в газо-дизельном режиме. А технология доставки и заправки метаном, наша.

  4. Marquis de Grisver:

    Интересная тема!

  5. Sobolek:

    Ехал из Москвы в Темрюк пропан-бутановые заправки на каждом шагу. Где метановые — х.з.

    • Henren:

      Да их вовсе нет. Метан в авто не используется, это чушь. Газпромовский проект так и остался на том же уровне 50-х, каким и был — 200 станций и ок. 90 тыс. газпромовских же авто. В Китае газ тоже, только на всяких там госсубсидиях. Пока нефть не станет стоить более 500 баксов за бочку, перспектив у газа нет. Любая штуковина, работающая под высоким давлением, требует непомерных затрат на обслуживание.

      • Proper:

        Метановые заправки в Питере есть. И я сам видел КАМАЗы на метане, с углепластиковыми баллонами высокого давления.

        Другой вопрос, что высокое давление создает-таки большие геморои.

        • Kokunov:

          Это называется — всякой технологии свое место. А то у нас могут и мопеды на газ перевести, ума хватит.

        • Gena:

          Ещё в Совгода были газодизел КамАЗы, даж в «За Рублём» пейсали .

      • Kokunov:

        Метан — в городе переведены все автобусы, маршрутки, спецавтохозяйства, болшенство местных транспортных компаний.
        Щас не знаю, раньше разница ГБО метана и пропана отличалась всего в два раза. Но и ценник в три, не в пользу пропана.

      • Sobolek:

        Главное чтобы ГБО успело окупиться. Большой пробег — вам метан.
        И дело не только в цене ГБО. Если у вас заправка не под боком — надоест ездить куда-то за метаном.

      • Sobolek:

        Не вникал в субсидийные дела. Но меня устраивает двукратная разница по ср. с бензом. Уже все давно окупилось . Запас хода возрос капитально.

  6. Рич:

    полез искать — чочо на картинке, нашел вотчо /после перевода/:
    1. Самый простой способ лечения вонючие ноги
    Вы должны очистить свои ноги, то для маленькой зубной пасты на активированный уголь подошвы, равномерно нанесите, нежно массировать и оставить на 30 минут. До сливочный, затем омыл ноги, чтобы высушить чистой. Запах ног значительно уменьшается, когда вы делаете это каждый день

    • Ванёк:

      Это надо делать каждый день. И не по одному разу.

    • Sobolek:

      Блин , было и такое Игрушка детская «Винни Пух ходячий» (Россия! )
      «Если не пойдет, возьмите Пуха за ухо и наклоните мордочкой вниз. Если он упадет, и ноги у него удлинятся, положите Пуха на бочок и загляните Пуху между ног. Нащупайте пальчиком дырочку, вставьте в дырочку пальчик, найдите там ушки (ушки для ножек) и вставьте ножки обратно в ушки»

    • Sobolek:

      А бессмертное про червей не встречалось?

  7. DAS212:

    Помимо перечисленных недостатком АПГ, есть наиболее существенный — это попадание масла из компрессоров в баллоны, тупо образуются масленые пробки. «Сухие» компрессоры стоят дорого и служат не долго, затыка короче. Эту тему уже пропохали израильтяне, я не говорю про такие серьезные компании, как Неогаз (бабла ввали, поверьте). Если до ума довести, то АПГ может занять какие то спец ниши, но так что б в массы выстрелить, это вряд ли, долго, трудоемко, дорого.