دانلود تحقیق گاز طبیعی

گاز طبیعی : CNG : COMPRESSED NATURAL GAS مقبولترین تئوری برای تشکیل گاز طبیعی تئوری منشا آلی است که تشکیل آن را ناشی از مدفون شدن بقایای موجودات زنده در زیرزمین و تبدیلات شیمیایی آنها می داند. متان قسمت اصلی گاز طبیعی است . CH4 گاز طبیعی عمدتاً از متان ( CH4 ) تشکیل یافته است. ( معمولاً 88 تا 96 درصد مولی) و مابقی ترکیبات آن را سایر آلکان ها ( نظیر : اتان، پروپان، بوتان، ....) با نسبت های کم شونده تشکیل می دهد. سایر اجزایی که در گاز طبیعی یافت می شوند، عبارتند از : نیتروژن (N2) ، دی اکسید کربن (CO2)، آب ، اکسیژن و مقدار ناچیزی از روغن های روان کننده (حاصل از کمپرسورها )، سولفور به صورت سولفید هیدروژن (H2S ) و سایر ترکیبات سولفور. اثر اجزاء متشکله گاز بر مجموعه قطعات سیستم : آب ( H2O ) : هنگامی که گاز طبیعی متراکم می شود، امکان تشکیل آب در سیلندر و لوله های ارتباطی بین اجزاء سیستم خودروهای گاز وجود دارد. در هوای سرد ( زمستان ) احتمال وقوع چنین پدیده ای بیشتر می باشد. وجود باعث خوردگی و همچنین تشکیل هیدرات می شود. میزان غلظت مجاز آب بین 5 تا 10 میلی گرم در متر مکعب می باشد. دی اکسید کربن ( CO2 ) : گاز کربنیک ذخیره شده در سیلندرهای از جنس کربن استیل با آب واکنش داده و ممکن است باعث تشکیل Feco3 در داخل سیلندرها شود. سولفید هیدروژن ( H2S ) : در هنگام حضور آب ، H2S می تواند محلول اسیدی تشکیل داده و باعث افزایش خوردگی روی استیل ها می شود. گوگرد : به دلیل میزان انحلال اندک گوگرد در آب این عنصر نقش بزرگی در تشکیل و میزان خوردگی نخواهد داشت. بودار کننده گاز طبیعی ( مرکاپتان ) : از آنجائیکه گاز طبیعی بدون بو می باشد، شرکت های توزیع کننده محلی مواد بوزای مرکاپتان ( نظیر ترشری بوتیل مرکاپتان) را به علت رعایت ایمنی ( آشکار ساختن حضور گاز ) به آن اضافه می کنند. این ماده با غلظتی کمتر از حد پائینی اشتعال، قابل آشکار شدن باشد، اضافه می شود. این ماده بودار چندین قابل حل در آب نبوده و به میزان قابل توجهی در فرآیند خوردگی موثر نیست. خواص و مزایای استفاده از گاز طبیعی: عدد اکتان بالا : گاز متان (CH4) خالص به عنوان یک سوخت با مقاومت ضربه آن بالا عدد متان 100 را به خود اختصاص داده است و این در حالی است که گاز هیدروژن ( H2 )، نسبت به ضربه بسیار حساس بوده و عدد صفر را به خود نسبت می دهد. با توجه به اینکه گاز طبیعی دارای ترکیبات دیگری بجز متان می باشد، عدد متان آن به طور معمول بین 70 تا 90 متغیر بوده و بستگی مستقیم به درصد ناخالصی های آن دارد. همانطور که می دانیم پارامتر مشخصه میزان مقاومت بنزین عدد اکتان می باشد. در صورتی که بخواهیم میزان مقاومت گاز طبیعی را با بنزین و به کمک این عدد مقایسه کنیم، می توان به گاز طبیعی عدد اکتان 130 را نسبت داد در حالی که عدد اکتان بنزین در حدود 95 می باشد. سرعت پخش شعله : در محفظه های احتراق حاوی مخلوط هوا و گاز سرعت پخش شعله نسبت به مخلوط مشابه هوا – بنزین به میزان 10 درصد پایین تر است، که به همین علت مقدار آوانس جرقه در موتورهای گازسوز بیشتر است. خواص شیمیایی و تاثیر آن بر محیط زیست و عوامل انسانی : در جدول های زیر، مقایسه ای بین دو سوخت گاز طبیعی و بنزین صورت گرفته است: چگالی انرژی گاز طبیعی در مقایسه با دیگر سوخت ها : میزان پخش آلاینده ها : همانطور که از مقادیر جدول مشاهد می شود، گاز طبیعی کمترین میزان پخش آلاینده های مونوکسید کربن و ناکس را در مقایسه با سوخت های دیگر دارد. قابلیت اشتعال : گاز طبیعی با قابلیت بسیار بالاتری نسبت به بنزین در ترکیب با هوا مشتعل می شود. پخش یکنواخت تر در محفظه احتراق : با توجه به خاصیت ذاتی گاز طبیعی ( یعنی گاز بودن )، ترکیب آن با هوا راحت تر انجام شده و در تمام محفظه احتراق مخلوط یکنواخت تری وجود خواهد داشت. افزایش طول عمر کارکرد سیلندر موتور: با توجه به این که گاز طبیعی پس از ورود به محفظه احتراق به شکل مایع در نیامده و گازی شکل یاقی می امند، روغن موتور موجود بر روی دیواره سیلندر را نشسته و بدین ترتیب موجب فرسایش زودتر دیواره سیلندر نمی شود. سبک بودن این گاز نسبت به هوا : با توجه به سبک بودن این گاز نسبت به هوا، در صورت بروز نشتی در سیستم، گاز نشت یافته به بالا رفته و خطر انفجار و مشکلات مشابه کاهش می یابد. اثرات عمده تغییر سوخت خودرو به گاز طبیعی : در جدول زیر تاثیر تبدیل خودرو به یک خودروی گازسوز مشاهده می شود. همانطور که مشاهده می شود کاهش هزینه سوخت و نیز افزایش عمر موتور از جمله مزایای گازسوز کردن خودرو هاست. کلیاتی در باره گاز CNG : این گاز مخلوطی از متان ( حداقل 82 درصد) و اتان ( حداکثر 12 درصد)، پروپان ( حداکثر4 درصد)، بوتان و هیدروکربن های سنگین تر و بقیه گازهای غیرسوختی ازت و دی اکسید کربن به میزان بسیار کم می باشد.این نوع گاز علاوه بر تامین سوخت منازل به عنوان سوخت موتور اتومبیل هم قابل استفاده است. CNG از این نظر نکات مثبت بسیاری را دارد و مهمتر از همه این که در ابعاد جغرافیایی وسیعی در جهان وجود دارد و با هزینه لوله کشی به کشورهای صنعتی جهان قابل انتقال است. اما چرا CNG با وجود فراوانی نتوانسته است بطور گسترده جایگزین سوخت های فسیلی بشود که در بیان علت آن می توان به تکنولوژی گران قیمت و دشوار ذخیره سازی آن در انواع خودرو ها اشاره کرد. برای ذخیره سازی CNG در خودروها دو راه وجود دارد. شیوه نخست این که می شود این گاز را تحت فشار زیاد در داخل مخزن نگاهداری کرد و راه دوم، نگهداری آن تحت فشار کنترل شده در دمای بسیار پایین و در کپسول است. در صورت اول برای نگهداری از گاز طبیعی فشرده شده حداقل فشار باید 200 بار باشد و در صورت رعایت کامل مقررات ایمنی، کپسول و متعلقات آ« باید حداقل قدرت تحمل 450 بار را داشته باشد که در این صورت کپسول گاز سنگین و گران قیمت خواهد بود.