Công nghệ sản xuất và ứng dụng của CNG

Nhóm Mô phỏng Công nghệ Hoá học và Dầu khí
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
CNG
Công nghệ
Ứng dụng
Nội dung
 Đặt vấn đề
 Công nghệ sản xuất CNG
 Sử dụng CNG
2
Khí thải từ GTVT
Khí thải gây ô nhiễm môi trường: CO, CO
2
,
NO
x
, SO
x
, hydrocacbon
 Nguyên nhân: xăng và diesel
3
Khí thải từ GTVT so với tổng lượng khí thải (%)
CO
x
NO
x

SO
x
Hydrocacbon
không bay hơi

Chất
thải rắn
Mỹ 63,6 34,9 26,7
Ấn Độ 60
New
Zealand
40 70
Mexico 99 70 27 54 4
4
0
5
10
15
20
25
30
CO NOx NMHC/THC x 10 PM x 10
CNG
Diesel
5
Môi trường
Các biện pháp khắc phục
Xăng và diesel chất lượng cao
 Nhiên liệu thay thế:
 Rượu
 Khí (LPG, CNG, Hydro)
 Điện năng
 Biodiesel
 Nhiên liệu khí có triển vọng nhất
 Giá thành rẻ

 Công nghệ chế biến đơn giản
 Trữ lượng khí thiên nhiên lớn
6
Từ rất sớm, khí tự nhiên đã được chứa trong các bong bóng
áp suất thấp sử dụng cho các phương tiện giao thông thời đó
Circa 1930
Gas cho GTVT
7
Khớ thi xe chy bng CNG
8
NO
x
trong khí thải thấp hơn Diesel
SO
2
trong khí thải thấp hơn Diesel
CO
2
trong khí thải thấp hơn Diesel
Bụi thải rắn thấp hơn Diesel
Số liệu so sánh
dựa trên cơ sở
công nghệ vận
hành và thiết bị
tơng đơng
kiểm tra thành
phần khí thải
Bảng so sánh khí thải
Nhiên
liệu

Khí thải, g/100 km
CO
2
UHC CO NO
x
SO
x
PM
Xăng 22000 85 634 78 8,3 1,1
Diezel 21000 21 106 108 21 12,5
LPG 18200 18 168 37 0,38 0,29
CNG 16275 5,6 22,2 25,8 0,15 0,29
9
Trạm nạp CNG
10
Xe sử dụng CNG pha H
2
11
Sử dụng CNG trên thế giới
Nước Số lượng xe
Argentina 330.000
Nga 315.000
Italia 270.000
Đức 75.000
New Zealand 60.000
Mỹ 40.000
Canada 30.000
Anh 10.000
12
CNG - Tính chất

P = 25 MPa
Nhiệt trị 50 MJ/kg
Nhiệt độ tự bốc cháy 600
O
C
Giới hạn tự bốc cháy: 5  15% V
(hỗn hợp với không khí)
Trị số octan RON=MON=120
13
Tính chất hoá l{ CNG Xăng Diesel
Khối lượng riêng, kg/ m
3
170 740 860
Nhiệt trị, MJ/kg 50 44 42,5
Nhiệt độ tự bốc cháy (
o
C ) 600 400 250
Giới hạn tự bốc cháy, %V
5  15 1,4  7,6 1  5
Tính chất hoá lý của nhiên liệu
14

Metan (min.) 88 mol%
Etan (max.) 6 mol%
C3+ (max.) 3 mol%
C6+ (max.) 0.2 mol%

Hydro 0.1 mol%
Carbon Monoxide 0.1 mol%
Oxy 1.0 mol%

Khí trơ 1.5 - 4.5 mol%
Lưu huznh tổng (max.) 16 ppmv
Nước, Hạt rắn, Hợp chất thơm

Hydrocarbons
Các khí khác
CNG - Thành phần
15
CNG - Thành phần
Metan
Etan
C3+
C6+
H2
CO
O2
N2+CO2
S tổng
H2O
Hydrocacbon
Khác
16
Vận chuyển khí tự nhiên
17
Bằng đường ống dẫn
Bằng tàu biển LNG
Bằng tàu biển CNG
LNG CNG
Thể tích vận chuyển: 140.000 m
3

100.000 m
3

Khối lượng vận chuyển: 60.000 tấn 20.000 tấn
So sánh vận chuyển CNG-LNG
18
Lựa chọn cách vận chuyển
19
Khoảng cách (ngàn km)
Sản phm (triệu tấn/năm)
1
2
3
4
5
Đưng ng
LNG
CNG
1
2
3
4
5
Kh tm gii php
Vận chuyển CNG
Trường hợp CNG được sản xuất rất xa nơi tiêu thụ: CNG sản
xuất tại các nhà máy được vận chuyển đến nơi tiêu thụ bằng
tàu và bằng Trailer:
 Tàu sẽ vận chuyển CNG từ nhà máy sản xuất đến kho chứa
 Trailer vận chuyển CNG từ kho chứa đến các trạm con

Trường hợp nhà máy sản xuất không xa nơi tiêu thụ và có
đường bộ kết nối: CNG được vận chuyển trực tiếp từ nơi
sản xuất đến các trạm con bằng Trailer

20
Vận chuyển bằng tàu
21
Tàu biển vận chuyển CNG
22
Tàu biển vận chuyển CNG
23
Tàu biển vận chuyển CNG
24
Tàu biển vận chuyển CNG
25