压缩天然气和液化天然气的应用资料

压缩天然气和液化天然气的应用

2.1概述

压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中。液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）是在常压下将天然气冷却到-162℃，天然气变为液态，储存在保温储罐中。CNG和LNG具有易于储存和运输的特点。CNG、LNG均可用作汽车燃料，CNG汽车在我国现已广泛应用。CNG、LNG可用于天然气管道不能到达地区的天然气供应，LNG还可作为城镇天然气供应的应急调峰气源。

2.2 CNG和LNG的基本性质和特点

2.2.1CNG的基本性质和特点

（1）CNG的基本技术指标

CNG是指采用特制的储气钢瓶，将天然气在脱水、脱硫化氢后在加气站通过加压设备施加20~25 MPa的高压，压缩至瓶内贮存。作为汽车燃料的CNG应符合《车用压缩天然气质量标准》GB18047的要求

表2-1 CNG的技术指标

项目技术指标

高位发热量，MJ/m3＞31.4

总硫（以硫计），mg/m3≤200

硫化氢，mg/m3≤15

二氧化碳yco2，％≤3.0

氧气yo2，％≤0.5

水露点，℃在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃

注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa，20℃

（2）CNG的基本特点

随着我国对环境保护工作的重视和能源结构的调整，CNG 技术得到快速发展及推广应用，并展现出广阔的前景。CNG作为汽车燃料在环保和经济效益方面主要表现在以下几个方面：

1）环境污染少

使用压缩天然气替代汽油作为汽车燃料，可使CO排放量减少97%，CH化合物减

少72%，NO化合物减少39%，CO2减少24%，SO2减少90%，噪音减少40%。我国应用压缩天然气技术所产生的经济和环境效益的情况见表2-2。而且压缩天然气不含铅、苯等制癌的有毒物质。特别是随着全球温室效应、酸雨和光化学烟雾危害的加剧，应用CNG 替代石油、煤炭燃料具有越来越重要的意义。

表2-2 压缩天然气技术替代汽油后产生的效益

效益类别项目效益值与燃油比减少量（%）

经济效益可替代汽油12090t - 节省燃料费2214万元~4380万元30~40 节省维修费800万元40

环境效益

减少CO排放量124.1t 97 减少NOx排放量106.25t 39 减少HC排放量87.97t 72 减少颗粒杂质 1.6t - 减少铅化物 1.5t 100 减少CO2排放量6964t 24 减少SO2排放量7.245t 90 减少噪音- 40

注：以上数据是由1000辆公交车计算，年耗气量1572万m3。

2）延长汽车使用寿命

汽车发动机以压缩天然气为燃料，发动机运行平稳，噪音低。无重烃，可减少积碳，可降低机械摩擦的耗损，可延长汽车大修理时间20%以上，润滑油更换周期延长到1.5万km。提高了发动机寿命，维修费用降低，比使用常规燃料节约50%左右的维修费用。

3）CNG燃料抗暴性能好

压缩天然气的抗暴性相当于汽油的辛烷值在130左右，而目前使用的汽油辛烷值最高仅在96左右，所以CNG作为汽车燃料不需添加剂。如像铅等抗爆剂。

4）经济效益好

CNG 技术的应用，大大降低了燃料和机车维护的成本，经济效益可观。1m3天然气相当于1.13升汽油，据统计数据，CNG汽车较普通燃油汽车燃料费节约近1/3，维护维修费用下降40%，发动机寿命延长2~3倍，大修间隔里程延长2~2.5万km，可减少50%的机油用量，经济效益非常明显。

5）实用性好

中国石油资源严重不足而天然气资源相对丰富，CNG 技术的应用可在一定程度上弥补石油紧缺的困境。CNG 热值高、挥发性好，冷热起动驾驶性能好，尤其在冬季寒冷地区的起动性能好。

6）安全性好

CNG 的压缩、储运、减压、燃烧过程，都是在密闭状态下进行的，不易发生泄漏然气比空气轻，即使有泄漏，在高压下也会迅速扩散，不易着火。天然气燃点为650~700℃，不易发生燃烧。CNG 储气瓶和相关汽车配件的加工、制造、安装有严格的规范和标准，可确保安全。同时压缩天然气是非致癌、无毒、无腐蚀性的。从国内使用十多年压缩天然气的经验来看，天然气汽车比燃油汽车更安全。

2.2.2 LNG的基本性质和特点

（1）LNG的基本性质

天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，不含二氧化碳，硫化物，无色、无味、无毒且无腐蚀性。液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/600，大大方便存储和运输。液化天然气比水轻，重量仅为同体积水的45%。不同产地的LNG组分不同，但以甲烷为主，表2-3为中原油田生产的LNG组分。

表2-3 中原油田生产的LNG的组成

组分CH4C2H6C3H8C4H8、C5H12N2CO2体积分数/％93.63 4.10 1.20 1.00 0.06 0.01 LNG的基本特性有：

1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。

2）临界温度为-82.3℃，临界压力为45.8kg/cm3。

3）沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。

4）液态密度为0.425T/m3，气态密度为0.718kg/Nm3。

5）气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg。

6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。

7）华白指数（W）44.94MJ/Nm3。

8）燃烧势（CP）45.18。