?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)過半個(gè)多世紀(jì)的開發(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)開采的含90%以上甲烷(CH4)的天然氣氣體通過“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，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多萬噸，年平均產(chǎn)量以20%的速度增長，其中阿爾及利亞、印度、馬來西亞、文萊、澳大利亞、利比亞等國的出口總量已占國際天然氣貿(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，具有左右國際燃料貿(mào)易的能力。目前，國內(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，美國在LNG汽車開發(fā)方面有明顯的進(jìn)展，以美國海德里拉公司(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有關(guān)LNG/CNG轉(zhuǎn)換的專利權(quán)。
??? LNG在國外不僅已開始替代柴油和汽油用于汽車，而且作為長途重質(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?，也在研究試用中，如美國西南研究?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)，美國西南研究院還與美國通用汽車公司(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，美國和俄羅斯都有天然氣機(jī)車問世，并有天然氣機(jī)車投入運(yùn)營的報(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、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LNG汽車技術(shù)尚處于試驗(yàn)階段，仍有一些技術(shù)需要開發(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液化裝置并開始使用。綿陽的第一臺(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年在開鯨市內(nèi)有3輛公共汽車在公交路線上作了運(yùn)營試驗(yàn)，行駛4000km。
??? 長慶油田計(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)能源開發(fā)利用及保護(hù)環(huán)境。
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