Slik fungerer flytende petroleumsgass

En bensinstasjonsperson fyller en taxi med flytende petroleumsgass. Se bilder av alternative kjøretøyer .- LUIS LIWANAG / AFP / Getty Images

-Flytende petroleumsgass, eller LP-gass, er en av de vanligste alternative drivstoffene som brukes i verden i dag. Faktisk er det mange steder ikke et alternativt drivstoff: LP-gass er en bærebjelke for oppvarming og matlaging i visse områder i India og noen landlige områder i USA. Når du lager mat på en campingplass eller i hagen din med en bensingrill eller campingovn, bruker du en form for LP-gass. LP-gass er kjent for sin allsidighet og effektivitet og ser ut som en attraktiv energikilde for folk som er lei av høye oppvarmingsregninger og skyhøye priser ved bensinpumpen..

Alternativt bildegalleri for drivstoffkjøretøy

-

I denne artikkelen finner vi ut hvor LP-gass kommer fra, hva den brukes til og hvordan du kan konvertere bilen din til å kjøre på dette lettere og billigere drivstoffet. -

Det er to LP-gasser som kan lagres i flytende form med bare moderat trykk -- propan og butan. isobutan, som har den samme enkle kjemiske formelen som butan, men har en annen kjemisk struktur, brukes også. Vanligvis blir butan og isobutan blandet med propan i forskjellige proporsjoner, avhengig av den påtenkte bruken av drivstoffet.

propan er spesielt nyttig som bærbart drivstoff fordi kokepunktet er

-44 F (-42 C). Det betyr at selv ved veldig lave temperaturer vil den fordampe så snart den frigjøres fra beholderen under trykk. Dette resulterer i et rentbrennende drivstoff som ikke krever mye utstyr for å fordampe det og blande det med luft. En enkel dyse vil være nok.

butan s kokepunktet er omtrent -0,6 ° C, noe som betyr at det ikke vil fordampe ved veldig kalde temperaturer. Dette er grunnen til at butan har mer begrenset bruk og blandes med propan i stedet for å bli brukt av seg selv.

Et enkelt pund propan kan generere 21.548 BTU (britiske termiske enheter) energi, mens butan kan produsere 21.221 BTU per pund [ref]. Til sammenligning er her hvordan LP-gasser stables opp til andre drivstoff når det gjelder energi:

• Propan: 21 500 BTU per pund
• Butan: 21.200 BTU per pund
• Bensin: 17 500 BTU per pund
• Kull: 10.000 BTU per pund
• Tre: 7.000 BTU per pund

I neste avsnitt skal vi finne ut hvor LP-gass kommer fra.

Etan og metan?

Uttrykket "flytende petroleumsgass" refererer noen ganger til all brennbar gass som eksisterer i gassform ved normale temperaturer og trykk - det vil si gasser med et kokepunkt relativt nær gjennomsnittstemperaturen i jordens atmosfære. Under denne definisjonen er både etan og metan LP-gasser. Imidlertid, ifølge LP Gas Man's Encyclopedia of Methods and Equipment, "trykket som kreves for å kondensere [etan og metan] og mengden metall som er nødvendig for å holde dem under disse pressene, gjør deres håndtering i kommersielle mengder upraktisk."

Oljeraffinerier produserer LP-gasser i ferd med å produsere andre, mer ofte brukte drivstoff. Foto med tillatelse fra Phillips Petroleum Company

LP-gass er et fossilt brensel, som olje og naturgass. Det kan raffineres fra olje og naturgass på samme måte som bensin raffineres fra råolje. Mens de fleste energiselskaper ikke er fokusert på LP-gasser, produserer de dem likevel fordi de er et biprodukt av raffineringsprosessen for andre brensler.

Når et energiselskap trekker naturgass fra bakken er omtrent 90 prosent av det metan. Resten er i form av forskjellige LP-gasser, som selskapet skiller fra metan før metan blir ført inn i rørledninger for bruk i våre hjem. Mengden LP-gass som kommer fra naturgass varierer, men den er vanligvis fra 1 til 3 prosent [ref].

LP-gasser skilles fra råolje, også. Raffineringsprosessen gir omtrent 3 prosent utbytte av LP-gasser, selv om raffinerier ble avkjølt for å fokusere på LP-gassekstraksjon, kan antallet være så høyt som 40 prosent [ref]. Se hvordan oljeraffinering fungerer for å lære om prosessen.

Deretter finner vi ut om noen av de mange bruksområdene for LP Gas.

Oppdagelsen av LP Gas

Opprinnelig hadde naturgassindustrien problemer med de "ekstra" forbindelsene som var inneholdt i gassen. Propan og butan var ustabil, fordampet lett og skapte høyere damptrykk ved lagring og transport av naturgass. Den første løsningen var å bare "forvitre" naturgassen, slik at LP-gassene kunne koke av i atmosfæren.

Dr. Walter Snelling, en oppfinner og forskere som jobbet for US Geological Survey, begynte å eksperimentere med de kondenserte formene av disse avfallsmaterialene i 1910. I 1911 hadde han produsert prøver av propan og butan og hadde allerede sett for seg et lagrings- og distribusjonssystem for disse drivstoffene . I 1913 fikk han patent på sin metode for å produsere LP-gasser [ref].

Propan lettere og propan komfyr Foto med tillatelse fra Amazon.com

LP-gass er enkelt og trygt å oppbevare, noe som gjør det til et veldig bærbart drivstoff. Det har blitt brukt til mange forskjellige applikasjoner, hvorav noen du sannsynligvis har brukt selv. Små, engangsbutan-tennere bruker den LP-gassen du mest sannsynlig vil se på daglig basis. De inneholder en blanding av butan og isobutan.

Hvis du har en bærbar gassgrill, eller hvis du camping i en trailer eller bobil, bruker du LP-gass der også. Den påfyllbare bensintanken på grillen din bruker propan, og propantankene på bobilen din kan drive en ovn, varme en varmtvannstank eller til og med drive kjøleskapet og fryseren. Små tanker med campingdrivstoff som er tilgjengelige i de fleste sportsbutikker bruker også propan. Dysene på tankene er blitt standardisert i hele campingbransjen, så disse tankene kan festes til leirovner, lykter, små varmtvannsbereder og en rekke andre enheter.

Propan er nyttig i enhver situasjon der det er behov for drivstoff, men det er ikke praktisk (eller mulig) å føre linjer for naturgass til stedet. Du finner LP-gass på båter, i isolerte hytter og jakthytter eller i landlige områder som ikke betjenes av kommersielle energiselskaper. I land som India, hvor noen store byer ikke har pålitelig naturgass eller annen drivstofftjeneste, utgjør LP-gass en stor del av energimarkedet. Behov for oppvarming og tilberedning tilføres daglig av propan i stedet for olje eller kull.

LP-gass er imidlertid ikke bare til hjemmebruk og fritid. Mange bransjer bruker LP-gass som varmekilde for metallbearbeiding, glassbearbeiding eller keramikk. Mange industrigaffeltrucker er LP-gassdrevet fordi LP-gass gir nok kraft til å utføre tunge løft mens de genererer reduserte gasser og miljøgifter i trange lagerrom.

En av de hurtigst voksende bruken av LP-gass er i biler. Biler bygget eller konvertert for å kjøre på LP-gass blir mer og mer vanlig - vi finner ut hvorfor i neste seksjon.

LPG fyllestasjon Foto høflighet U.S. Department of Energy

I følge World Liquefied Petroleum Gas Association (WLPGA) opererer i dag mer enn 9 millioner kjøretøyer i 38 land med LP-gass. Det er ikke en ny idé: Propan-drevne biler har eksistert i flere tiår. Fordelene inkluderer reduserte utslipp, sitert av WLPGA som "50% mindre karbonmonoksid, 40% mindre hydrokarboner, 35% mindre nitrogenoksider (NOx) og 50% mindre ozondannende potensiale sammenlignet med bensin" [ref]. Med statlige insentiver og skattelettelser regnet ut, brukte LP-gass brukt i biler (kjent som autogass) kan være mye billigere enn bensin. Selv uten insentivene er det vanligvis mye billigere. Autogas er et høyeoktan drivstoff, og tilbyr ytelse som kan sammenlignes med bensin og diesel, og mange eiere hevder at autogas går jevnere, noe som resulterer i mindre slitasje på motorkomponenter.

Den enkleste måten å begynne å bruke propan til transport er å kjøpe et kjøretøy som ble designet og bygget for å bruke autogas. Et bredt spekter av produsenter, inkludert store amerikanske bilfirmaer som Ford, General Motors og Daimler-Chrysler, tilbyr propandrevne alternativer på noen modeller. Vanligvis vil du ikke finne disse bilene i showroomgulvet - de må spesialbestilles. I noen tilfeller er det ingen produksjonsmodell drevet av LP-gass, men et LPG-system kan fabrikkinstalleres som et alternativ. Eksempler på biler som tilbys som LP-gassmodeller inkluderer Ford Crown Victoria, Dodge Ram, Ford F-150 lastebil, Chevrolet Cavalier og Toyota Camry.

Foto med tillatelse fra Greenfuel Company

Sjelden (men oftere i Europa) er biler utelukkende bygget med et LP-gassdrivstoffsystem. Motoren er innstilt og justert spesielt for å kjøre med maksimal effektivitet på propan, noe som resulterer i redusert motorslitasje og bedre kjørelengde i det lange løp. Imidlertid er mange forbrukere bekymret for at en propanfyllestasjon kan være vanskelig å finne. Av den grunn har de fleste LP-biler doble drivstoffsystemer -- en for bensin og en for propan. Systemene er innstilt til automatisk å skifte mellom de to drivstoffene. Dette gjør at eiere kan bruke ren, billig propan når den er tilgjengelig, men de har fortsatt muligheten til en rask utfylling på den lokale bensinstasjonen hvis de trenger det.

Hvor vanskelig er det å finne en propan-fyllestasjon? Egentlig er det ikke veldig vanskelig i det hele tatt. I motsetning til noen andre alternative drivstoff (for eksempel hydrogen), eksisterer det allerede en stor og stabil infrastruktur for kjøretøy som kjører på propan. Du kan bruke Alternative Fuels Data Center for å finne de nærmeste LP-gassens tankstasjoner. Som et eksempel er det fem tanker med LP-gass innen 25 mil fra forfatterens hus i Buffalo, N.Y.

Modifisert Prius: LPG-elektrisk hybrid Foto med tillatelse av Green Car Congress

I den neste delen skal vi diskutere det grunnleggende som er involvert i å konvertere en bensindrevet bil til å kjøre på autogas.

Eksempel på konverteringssystem med dobbelt drivstoff Foto med tillatelse fra WTV-UK

Prosessen med å konvertere en bil til å kjøre på propan er ganske krevende og krever god kunnskap om bilsystemer generelt for å oppnå. * Flere selskaper tilbyr sett som inneholder alle nødvendige deler for å utføre konverteringen. De uten den nødvendige kunnskapen bør prøve å finne en lokal mekaniker med erfaring i LP-gassomstillinger for å få jobben gjort. Selv om propan er veldig sikker som bilbrensel, kan systemet være sikkerhetsproblemer hvis systemet ikke er riktig installert.

Det første trinnet er å velge en tank. De fleste konverteringer er dual-fuel konverteringer, noe som betyr at du ikke vil erstatte det gamle drivstoffsystemet ditt, du vil bare legge til et sekund. Som et resultat vil propantanken ta noe av lagringsplassen i bilen din, vanligvis i bagasjerommet.

Donut tank (til venstre) og torpedotank Foto med tillatelse fra WTV-UK

Tanker kommer i "torpedo" eller "smultring" -form. Torpedotanker har generelt mer kapasitet, men vil ta mer plass i bilen din. Donut tanks er designet for å passe inn i bildekkets brønn på bilen din. De er mindre stridsvogner, og du må ofre reservedekket ditt. I større kjøretøyer kan du montere flere tanker for økt kapasitet.

Når tanken er boltet inn, a fyllingspunkt må bores inn i bilens kropp, vanligvis nær bensinpåfyllingspunktet eller på baksiden av bagasjerommet. Det ideelle stedet er en som krever minimalt med rør for å koble til tanken. Drivstoffledningene i seg selv er kobberrør, som gir en viss grad av fleksibilitet når linjene føres. Tanken må være koblet til fyllingspunktet, og linjer må også løpe langs undersiden av bilen opp til motoren.

EN magnetventil (LPG-ventil i diagrammet ovenfor) må installeres på drivstoffledningen mellom tanken og motoren. Denne ventilen kutter strømmen av LP-gass når bilen kjører på bensin og når motoren er avstengt. Den har også et innebygd filter som fjerner all smuss som kan være i drivstoffet.

Den neste hovedkomponenten kalles a regulator, også referert til som en fordamper. Denne enheten utfører en av funksjonene som en forgasser utfører i en bensinmotor - den bruker varme fra bilens kjølevæsker for å fordampe propan til gassform. En annen sikkerhetskontroll skjer også hos regulatoren. Den inkluderer en elektronisk krets som kutter strømmen av gass hvis motoren stopper eller stopper. Regulatoren er vanligvis mindre enn en vanlig forgasser, så det å finne plass til det i motorrommet burde ikke være noe problem.

Den andre delen av en forgasserfunksjon håndteres av a mikser montert i inntaksmanifolden. Blanderen tar informasjon fra bilens sensorer eller ECU, og deretter kontrollerer den mengden gass som strømmer inn i sylindrene.

Dashbordets drivstoffbryter / måler Foto med tillatelse fra Tinley Tech LPG-konvertering

Systemet må deretter kobles til bilens elektrisk system, gir mulighet for en fungerende drivstoffmåler, samt riktig automatikk veksling mellom propan og bensin (sammen med en manuell bryter på dashbordet). Det må være tilkoblinger til bilens ECU slik at motorstyringen kan justere for forskjellige drivstoffinnstillinger.

Biler med elektronisk injeksjonssystem vil trolig trenge en elektronisk emulator. Når bilen kjører på LP-gass, sender ikke drivstoffinjektorene noen informasjon til de andre sensorene i bilen - dette vil lyse opp "kontrollmotoren" -lampen og gi feil diagnoseavlesning. Emulatoren forfalsker de riktige signalene slik at ECU kan fungere ordentlig.

Konverteringssett kommer med mer detaljerte instruksjoner, men dette er en grunnleggende oversikt over hva som må skje i en konvertering med to drivstoff.

Deretter finner vi ut hvor sikker LP-gass er.

*Ansvarsfraskrivelse: Dette skal ikke brukes som en guide for en faktisk LPG-konvertering. Den er ment som en oversikt over prosessen og ikke som et sett med instruksjoner. Med mindre du er veldig erfaren innen drivstoffsystemer og elektriske systemer til bil, oppfordres du sterkt til å få konverteringen utført av en profesjonell. Alle konverteringer skal testes og godkjennes av en profesjonell som har erfaring med å teste LPG-systemer før de brukes.

LP-gasser er faktisk ganske sikre i forhold til andre drivstoff. Propan har en høy antennelsestemperatur, 450-510 ° C, sammenlignet med omtrent 257 ° C for bensin. Dette gjør det mindre sannsynlig at det antennes spontant.

Tankene som brukes til å lagre propan er også sterkere enn bensintanker på grunn av trykket som trengs for å holde propan i flytende form. Dette gjør at propanlagring ombord er tryggere enn en typisk bensintank - den er mer motstandsdyktig mot brudd i tilfelle kollisjon. Spesielle sikkerhetsventiler og avskjæringer øker sikkerhetsfaktoren.

For å lagre LP-gass trygt, er det noen retningslinjer. Det er viktig å huske at en propanbeholder aldri egentlig er tom. Når tanken er fylt, er det meste av propan under nok trykk til at det er i flytende form. Men ved trygt trykk er ikke hele propan flytende - en liten mengde er i gassform som fyller resten av plassen i tanken. Når mer propan brukes, reduseres trykket, og etterlater mindre propan i flytende form og mer propangass fyller det gjenværende rommet.

Tanker skal bare fylles til omtrent 80 prosent kapasitet. Endringer i temperatur kan endre trykket inne i tanken. Hvis du skulle fylle tanken din til 100 prosent på en kjølig, overskyet dag, og deretter la bilen ligge ute i solen dagen etter, ville temperaturøkningen føre til en økning i trykket i tanken som kan føre til at den svikter uten at 20 prosent takhøyde.

For mer informasjon om LP Gas og relaterte emner, sjekk ut lenkene på neste side.

Relaterte artikler

• Hvordan bilmotorer fungerer
• Hvordan elbiler fungerer
• Hvordan bensin fungerer
• Hvordan griller fungerer
• Hvordan hybridbiler fungerer
• Hvordan Hydrogenøkonomien fungerer

Flere gode lenker

• World LP Gas Association: Om LP Gas
• Four Wheeler Magazine: Crawl This Way - en bergkrypende lastebil konvertert til propan slik at den vil "løpe på hodet"
• Alternativ drivstoffstasjonslokalisering
• Propan Gas Association of Canada
• Ford Scorpio: A Guide to LPG Conversion

kilder

• Ford Scorpio: LPG Conv (2.0 16V) http://www.fordscorpio.co.uk/lpgconversion.htm
• Global Autogas Industry Network http://www.worldlpgas.com/gain/index.php
• World LP Gas Association: About LP Gas http://www.worldlpgas.com/mainpages/aboutlpgas/distribution.php
• NPGA.org: Snelling Discovery http://www.npga.org/files/public/Snelling_Discovery_1960s.pdf
• BTU-innholdssammenligninger av vanlige brensler http://www.cbbqa.com/grilling/Btuchart.html
• Propan Gas Association of Canada http://www.propanegas.ca/files/Propane%20properties.pdf
• Leicester Auto & Marine Gas Services http://www.leicesterautogas.co.uk/lpg_sub.htm
• Gjør-det-selv-bil LPG-konvertering http://www.wps.com/LPG/LPG-book-final.html
• Calor: LPG Conversion http://www.lpg-vehicles.co.uk/lpg_conversions/lpg_vehicle_conversion.htm
• Turner, CC. LP Gas Man's Encyclopedia of Methods and Equipment. Moore Gas, 1955.
• Komprimert gassforening. Håndbok for komprimerte gasser. Van Nostrand Reinhold, 1990. 0-442-21881-8.