?一、液化天然氣特點(diǎn)及其發(fā)展
? ??液化天然氣(LNG)工業(yè)是天然氣加工工業(yè)的重要組成部分，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展，形成了生產(chǎn)、儲(chǔ)存、海運(yùn)、接收、再汽化供應(yīng)用戶、冷量利用、調(diào)峰等一系列完整的工業(yè)，并已步入成熟期，這便為采用LNG作為汽車燃料提供了先決條件。
1.??? 液化天然氣的特點(diǎn)
??? 液化天然氣(LNG)是對(duì)地質(zhì)開(kāi)采的含90%以上甲烷(CH4)的天然氣氣體通過(guò)“三脫”凈化處理(脫水、脫烴、脫酸)，實(shí)施液化處理而成，其主要成份為液體甲烷。在液化處理過(guò)程中，主要采用的工藝是利用膨脹制冷工藝，使天然氣氣體中的甲烷成份在-162℃液化分離，形成液化天然氣的主導(dǎo)成份。液化后的體積比氣態(tài)體積減少625倍左右。
??? LNG的分子量和H/C比均與CNG基本相同，只是LNG通過(guò)深冷前的預(yù)處理，幾乎除盡了天然氣中的全部雜質(zhì)；而后的深冷液化處理通常又可分離出不同液化點(diǎn)的重?zé)N類成份和其它氣體成份。因此，LNG實(shí)際上是純度較高和獲得良好凈化的液體甲烷。
??? 天然氣液化作為天然氣工程的處理途徑之一，是由其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)所決定的。盡管天然氣液化工藝比較復(fù)雜，但它良好的儲(chǔ)運(yùn)特性和使用性能，使其在天然氣工業(yè)中占有重要地位。天然氣液化便于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)輸，提高儲(chǔ)運(yùn)效率，減少占有體積；LNG汽化過(guò)程中釋放大量的冷量，可以利用和回收，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化利用；天然氣低溫液化還可以分離出極為有用的化工原料和燃料，使液化天然氣成為一些化工產(chǎn)品的連帶副產(chǎn)品，如氦氣聯(lián)產(chǎn)、氫氣聯(lián)產(chǎn)以及硫化氫聯(lián)產(chǎn)等。
??? LNG可作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與汽油相比，它具有辛烷值高，抗爆性好、燃燒完全、降低運(yùn)輸成本等優(yōu)點(diǎn)；即使與壓縮天然氣(CNG)相比，它也具有儲(chǔ)存效率高、加一次氣行駛路程遠(yuǎn)，車裝鋼瓶壓力小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。
? ??另外，液化天然氣(LNG)較汽油具有更高的安全性。LNG的燃點(diǎn)為650℃，比汽油高230℃；LNG爆炸極限為4.7%～15%，汽油為1.0%～5%，高出2.5～4.7倍；LNG密度約為0.47kg/m3，汽油為0.7kg/m3，空氣中擴(kuò)散好于汽油，正是由于LNG所具有的低溫性、輕質(zhì)、易蒸發(fā)等顯著特點(diǎn)，而使其具有良好的使用安全性。
??? 液化天然氣(LNG)與壓縮天然氣(CNG)和液化石油氣(LPG)一樣，作為氣體燃料均被列為清潔燃料，特別是作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料一直被推薦使用，減少城市污染有利于環(huán)境保護(hù)。
? ??2. 液化天然氣汽車的發(fā)展?fàn)顩r
??? 液化天然氣在國(guó)外始予40年代，到60年代美、英、法、德技術(shù)裝備的發(fā)展水平較先進(jìn)，生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用等技術(shù)逐步完善配套。70年代以來(lái)，世界上已建成投產(chǎn)LNG大型裝置160多套，液化生產(chǎn)能力7000多萬(wàn)噸，年平均產(chǎn)量以20%的速度增長(zhǎng)，其中阿爾及利亞、印度、馬來(lái)西亞、文萊、澳大利亞、利比亞等國(guó)的出口總量已占國(guó)際天然氣貿(mào)易量的25%以上。所以，世界上普遍認(rèn)為，液化天然氣工業(yè)是當(dāng)代天然氣工業(yè)的革命，具有左右國(guó)際燃料貿(mào)易的能力。目前，國(guó)內(nèi)液化天然氣產(chǎn)業(yè)正處于起步階段，只有個(gè)別小型的試驗(yàn)裝置，但有發(fā)展?jié)摿Α?/span>
??? 目前，世界上LNG作為汽車燃料仍處于試驗(yàn)推廣階段，尚未廣泛使用。如前蘇聯(lián)將LNG用于鐵路運(yùn)輸和飛機(jī)，也是處于試驗(yàn)階段，通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)LNG汽車使用性能和安全性均可達(dá)到汽車運(yùn)行要求。
??? 近10年來(lái)，美國(guó)在LNG汽車開(kāi)發(fā)方面有明顯的進(jìn)展，以美國(guó)海德里拉公司(HYDRA RIG INC.)為例，其本部在沃思堡(PORT WORTH)，該公司具有低溫設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，如液氮的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)及其設(shè)備。在90年代初，它開(kāi)拓了LNG業(yè)務(wù)，進(jìn)行液化天然氣的可行性和性能研究，承擔(dān)了近10個(gè)天然氣汽車(NGV)項(xiàng)目，并簽訂了相當(dāng)數(shù)量(有小型、重型汽車)的LNG汽車改型合同。從其整體實(shí)力看，在美國(guó)同類公司里處于領(lǐng)先地位，具有天然氣液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)妊b置，并具有LNG的充裝汽化、汽車改制以及銷售等一整套技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)；并且該公司已獲得美國(guó)有關(guān)LNG/CNG轉(zhuǎn)換的專利權(quán)。
??? LNG在國(guó)外不僅已開(kāi)始替代柴油和汽油用于汽車，而且作為長(zhǎng)途重質(zhì)燃料(如在鐵路和船運(yùn)工業(yè))也是很具有吸引力的。LNG作為鐵路機(jī)車運(yùn)輸?shù)娜剂希苍谘芯吭囉弥校缑绹?guó)西南研究院(SOUTH WEST RESEARCH INSTITUTE)研究試驗(yàn)用LNG作為燃料的鐵路貨運(yùn)和客運(yùn)機(jī)車。同時(shí)，美國(guó)西南研究院還與美國(guó)通用汽車公司(GM)電動(dòng)部合作研究天然氣一柴油雙燃料的機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)，并將用于鐵路運(yùn)輸。1985年10月，美國(guó)伯靈頓北方鐵路從明尼阿波利斯到威斯康星的蘇必利爾開(kāi)出了第一列由液化天然氣為燃料的列車。該列車是由GM的GP-9型1961號(hào)試驗(yàn)機(jī)車及其“供應(yīng)車”和一組混編貨車等組成。1961號(hào)機(jī)車點(diǎn)火采用少量柴油，在惰轉(zhuǎn)和4擋之間，由于難以得到理想的空氣—天然氣比，故一直用柴油作燃料，此后換用天然氣，直到8擋。
??? 此后，美國(guó)和俄羅斯都有天然氣機(jī)車問(wèn)世，并有天然氣機(jī)車投入運(yùn)營(yíng)的報(bào)道。加拿大近期將把4000臺(tái)左右的3600型內(nèi)燃機(jī)車改造成為燃用LNG的機(jī)車。德國(guó)、日本、澳大利亞等也正在積極進(jìn)行天然氣機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。
??? 我國(guó)LNG汽車技術(shù)尚處于試驗(yàn)階段，仍有一些技術(shù)需要開(kāi)發(fā)研究，特別是天然氣液化和儲(chǔ)存應(yīng)用技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)有幾家單位正在研制天然氣汽車的LNG裝置。
??? 吉林油田與中國(guó)科學(xué)院低溫實(shí)驗(yàn)中心合作研制了一套500L/h的LNG裝置。
??? 中科院低溫實(shí)驗(yàn)中心與四川綿陽(yáng)燃?xì)饧瘓F(tuán)公司合作研制了LNG-20型裝置，每小時(shí)生產(chǎn)LNG18～20L，供LNG汽車用，另外還研制了一套300L/h的LNG液化裝置并開(kāi)始使用。綿陽(yáng)的第一臺(tái)LNG東風(fēng)車已行駛4000多公里，第二臺(tái)LNG汽車也行駛2000多公里，應(yīng)用情況良好。
??? 開(kāi)封深冷儀器廠曾用小型斯特林液化裝置，生產(chǎn)少量LNG，供公共汽車使用，并對(duì)LNG汽車的燃料系統(tǒng)進(jìn)行了研制。1990年在開(kāi)鯨市內(nèi)有3輛公共汽車在公交路線上作了運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)，行駛4000km。
??? 長(zhǎng)慶油田計(jì)劃與中科院低溫實(shí)驗(yàn)中心和四川空分設(shè)備廠合作開(kāi)發(fā)研制一套日處理20000m3天然氣、生產(chǎn)22.8m3LNG的天然氣液化裝置。該裝置生產(chǎn)的LNG將首先用于陜北氣田的幾個(gè)發(fā)電站及配套的運(yùn)輸車輛，并計(jì)劃將來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)后，將所生產(chǎn)的LNG運(yùn)往西安、北京、太原等地用做LNG汽車燃料。
??? 以上表明，LNG汽車在國(guó)內(nèi)外均已受到人們的關(guān)注；并得到一定發(fā)展。采用LNG作為汽車燃料，汽車排氣污染可大大降低。另外發(fā)展LNG產(chǎn)業(yè)，需要大量的耐低溫、耐腐蝕的鋼材、絕熱的保溫材料、先進(jìn)的工藝設(shè)備、自動(dòng)化控制儀表等，因此，LNG汽車的開(kāi)發(fā)可促進(jìn)冶金、電子、制冷、汽車等部門的共同發(fā)展，而且可促進(jìn)能源開(kāi)發(fā)利用及保護(hù)環(huán)境。
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