Этой темой у нас плотно занимается камрад BERES. Меня она тоже очень заинтересовала, так как на первый взгляд сложно переоценить эффект от внедрения этой технологии в развитии транспорта на природном газе, особенно в свете проблем с жидкими углеводородами. Ведь в основном, сейчас на газовом транспорте используется так называемый КПГ.
КПГ (Компримированный природный газ) - сжатый природный газ (метан), используемый в качестве моторного топлива. В настоящее время автомобили, использующие компримированный природный газ, получают все большее распространение во всем мире и России в частности, в связи с дороговизной или нехваткой жидких топлив.
Больше всего автомобилей, работающих на КПГ (около 70 %) сосредоточено в шести странах: Иране, Пакистане, Аргентине, Бразилии, Китае и Индии.
К примеру 1 литр жидкого моторного топлива энергетически эквивалентен 1 кубическому метру метана. Один кубический метр метана в 4-7 раз дешевле 1 литра жидких моторных топлив.
При всех плюсах такого топлива: его малой стоимости, его экологичности, его меньшей взрывоопасности, чем пропано-бутановая смесь и даже бензин, у этой технологии есть большой минус в том, что газ приходится закачивать и хранить в балонах высокого давления (до 200 атмосфер), что ограничивает ее развитие.
Чтобы решить эту проблему, надо либо использовать СПГ (сжиженный природный газ), который можно держать под невысоким давлением, но тогда весь выигрыш нивелируется тем, что его надо охлаждать и хранить с температурой до −160 °C, что конечно является чушью, или требуется использовать АПГ.
АПГ (Адсорбированный природный газ) - это природный газ адсорбированный на пористом сорбенте при относительно низком давлении 30-50 атм. (в 4 раза меньше, чем КПГ) и температуре окружающей среды (СПГ напомню хранится при -160°C) .
Почему же не видно прогресса этой технологии?
Стоит ознакомится с этой диссертацией, которая в сети появилась совсем недавно и которая дала ответ на многие вопросы:
www.bmstu.ru/dissertation/content/files/148/dissertation.pdf
Вот что пишет BERES:
Пиндосы уже запустили трактор на АПГ, ну так им ДАРПА выделило в 10 раз больше денег, чем нам надо.
Точнее трактор-газонокосильщик. Видео здесь: https://www.youtube.com/watch?v=pkoEqksmys4.
Молекулы метана располагаются в порах композитного адсорбента при значительно меньшем давлении, чем в свободном объеме. Освобождается метан просто при снятии давления. Это происходит не мгновенно, как при закачке, но достаточно быстро, чтобы не создавать проблему двигателю, он же тоже не всё топливо мгновенно засасывает.
При адсорбции действуют ван-дер-ваальсовы силы (силы межмолекулярного взаимодействия).
44 бара (примерно 44 атм.) - это оптимальное давление и закачки, и хранения, при увеличении давления адсорбция почти прекращается, т.е в баллон АПГ влезает в 4,5 раза больше метана, чем в просто баллон. А давление в 5 раз меньше = это вес самого железа в 5 раз меньше, баллон может быть не цельнотянутый, а сварной и произвольной формы, например прятаться в полостях авто, не занимая полезного места. Плюс, как это ни странно для обывателя, значительно бОльшая пожаро-взрывобезопасность по сравнению с бензином, тем более пропан-бутаном.
В диссертации оговариваются границы оптимального давления от 18 до 57 бара.
Заправка идет медленно - 20 мин. Но есть больше дюжины решений для ускорения или обхода этого ограничения. Например, охлаждение баллона при заправке - если заправка идет с СПГ, то нет проблем....Или на каждые три баллона АПГ один КПГ, используемый в качестве ресивера - заправка почти мгновенная, а затем в движении заправляются баллоны КПГ. Конечно, нужно будет скоро отъехать и дозаправиться, зато запас хода после двух быстрых заправок - как на бензине. И это самые очевидные варианты. Есть конечно, риск, что ни один вариант не приживется, такое в истории техники известно сплошь и рядом.
Метан уходит за 20 мин на 98%, На 100% - за 40 . Кстати, такую скорость и отсутствие остатка я пока не могу объяснить, но это экспериментальный факт. Обычные 293 К для этого адсорбента - наихудший диапазон, при более низких и, что самое интересное, при более высоких температурах поглощение улучшается. Графены знаете ли.... Очень странный материал.
Была получена теоретическая величина объемного показателя углеродных нанотрубок - 161 м3((тнд)/м3,, то есть в 1 куб. м балона помещалось 161 куб.м газа при давлении до 50 бар. Что является довольно высоким показателем, но примерно соответствует карбидовым и антрацитовым активированным углям, которые являются более дешевыми и простыми в изготовлении. Возможно что BERES получил более лучший показатель.
Стальной баллон практически вечен - стенки толстые, химнагрузки - никакой, вода и кислород поглощаются адсорбентом и отдаются им с газом, так что агентов ржавления нет.
Без комментариев.
Адсорбент производится из природного сырья, 15 тыс. руб за тонну, не дефицит. Адсорбент для 50 л баллона весит 5 кг.
Если это так, то это реально дешево!
В диссертации показано, что на сегодняшний день созданы сорбенты, которые могут быть использованы в технологии АПГ, но как всегда есть несколько НО!
В диссертации поднимаются две основные проблемы технологии АПГ, которые как раз и не дают возможности ее широкого распространения:
1) Тепловые эффекты адсорбции и десорбции, то есть нагревания сорбента при адсорбции природного газа и охлаждении при его десорбции.
2) Селективность адсорбции, которая приводит к неравномерному поглощению компонентов газовой смеси, ведь в природном газе всегда есть примеси, которые действуют "токсически" на сорбент и накапливаются с каждым циклом адсорбции-десорбции все больше и больше, выступая конкурентом метана.
И если первую проблему можно относительно просто решить техническими методами: увеличением времени зарядки и разрядки сорбента, активным внешним нагреванием или охлаждением в зависимости от фазы процесса, то вторую проблему так просто не решить! Придется или часто менять "отравленный" примесями сорбент, что подразумевает его достаточную дешевизну или использовать в заправке сверхчистый метан, что ведет к необходимости повышать степень его очистки.
Так что думаю, что никакого заговора против АПГ нет. Ведь внедрению КПГ никто не препятствует, а медленный рост рынка КПГ объяснятся недостатком технологии его использования.
Так и АПГ, пока не внедряется в нашу жизнь в связи с еще большими недостатками этой технологии.
Если же вдруг эти технические недочеты будут устранены, то переход на АПГ в транспорте несомненно будет настолько же революционным, насколько революционен был переход парового двигателя на угле на двигатель внутреннего сгорания на бензине и дизеле в начале 20 века.
Одобрено BERES! Рекомендовано к прочтению всем неравнодушным к новым технологиям в области #природныйгаз.
Комментарии
Берес все излагает несколько иначе:
Правда в работоспособности метода Берес полностью не уверен.
Берес говорит, что проблемы "отравления" сорбента не существует.
Он прав, если использовать сверхочищенный метан, а если использовать обычный, такая проблема есть.
Что подтверждается нераспространенностью этой технологии в мире.
Возможно, именно этим объясняется тот факт, что найти инвестора на вроде бы готовую просчитанную и проэкспериментированную технологию он никак не может. Причем сумма совершенно невеликая - 10-15 млн. руб., вторую половину дает Роснано.
Это и есть наиболее убедительное объяснение.
Хранить газ лучше в виде клатратов или газо-гидратов - так оно дешевле.
Нет!
В диссертации и это разбирается.
Газогидраты не пригодны для мобильного транспорта.
А для хранения на месте - вполне, снижая затраты. Кроме-прочего есть ещё вариант с полифенолами, мы такой полифенол-42 использовали в лаборатории, он хорошо адсорбирует углеводороды, в том числе лёгкие, достаточно стабилен, и его легко производить в промышленных масштабах.
Для стационарных установок - это вариант, но не оптимальный.
Легче закачивать в больший объем балонов или вообще в подземное хранилище.
Уговорили, но в место гидратов применим и слабый раствор метанола - с ним гидраты образуются охотнее и при меньших давлениях и при более высоких температурах. А по поводу полифенолов(от 6 и выше) - подумайте, тоже дело, дёшево и сердито.
Отравления примесями не происходит?
Или заправлять газ вместе с сорбентом, предварительно выгрузив отравленный сорбент на той же заправке. Централизованая очистка сорбента и заправка его газом - проще. Да и ещё- стальные балоны это уже вчерашний день. Давно в продаже пластиковые лёгкие (и бытовые и промышленные)
Че, в себя пришел смотрю, оклемался?
Не пиши больше на некоторые темы :-)
Не понял, че за наезд!
На какие темы?
Это не тебе.
Я больше вообще ничего публиковать не буду, месяца два. отдохнёте от срачей, от меня. От идей, которые неприятны и непонятны быдлу.
Не надо про быдло, потому что мне тоже не понятно.
Просто не интересно.
Мне в исламе нравится только возможность для русских рожать больше детей и неприемлемость ссудного процента, а в остальном ничего в нем нужно я не вижу.
Уж, вы меня извините!
С уважением.
Соблюдаю паритет. И часть пользователей теперь не станут писать про Ислам, т.к. не знают его. Я-то про Христианство знаю достаточно много, но решил, что не стоит гнобить их, фанатики...
Спасибо! С Вашей, в том числе, помощью АПГ пробьёт себе дорогу. Обещаю, первый комплект ГБО на АПГ пришлю Вам. Вы все абсолютно правильно изложили, а камрады дополнили.
От себя могу только добавить, что Бауманке, где и защищалась упомянутая диссертация, Минобрнауки в прошлом году на пару с Институтом катализа выдало грант на 160 млн. руб. Это при наличии штата специалистов, оборудования, недвижимости.... У меня кроме 13 патентов почти ничего нет, а финансов нужно в 12 раз меньше. Кю. Своя рубашка им ближе к телу. Капитализм ТБМ.
Сейчас перешлю Вашу статью партнеру в Ростов, пусть старик порадуется тоже.
Рад вас видеть!
Я мягко выразился, когда сказал, что тема просто интересная.
Точнее, тема ОЧЕНЬ интересная!
И наиболее интересно, как справляться с проблемой "интоксикации" сорбента?
Есть такой изобретательский прием: что нам мешает, то нам и поможет.
Окисленный адсорбент (т.е. прогрет при определенных условиях на воздухе) берет значительно меньше метана, но все же берет. Поглощая при этом без малейшего для себя вреда все указанные Вами бяки. То есть - работает как фильтр под давлением.
Очищенный таким образом метан поступает в следующий баллон, с неокисленным адсорбентом, с поглотительной способностью в 3 раза больше. При разгрузке все повторяется в обратном порядке, из системы выходит метан со всякой исходной бякой, а адсорбенты в обоих баллонах - как новенькие. Это я успел таки испробовать до ликвидации лаборатории. Получилась такая система из трех баллонов: первый баллон обычный КПГ, без адсорбента, заполняется мгновенно, можно отъехать от АГНКС. Или ждем. Постепенно, за 20 мин из него заполняется второй баллон с окисленным наполнителем, и за 40 мин. - третий с максимальной вместимостью. Если предстоит дальняя дорога - заезжаем на АГНКС еще пару раз и снова мгновенно заполняемся, теперь уже под завязку.
Есть и другие варианты, не столь очевидные, но они 1 требуют дополнительной проработки, 2 патентоспособные.
Разве графен - не C (углерод), а окисленный графен не превращается в CO2 и не выносится, как газ наружу?
Чего только нет в мире чистого углерода. Есть вещество под название оксид графита - желтый порошок! А для окисленного графена даже вполне официальное название есть - графан. Они все, конечно, превращаются в СО2 , но при температурах порядка 800оС. А при меньших - вполне стабильны.
Пыль из нанотрубок и графена они ведь канцерогенны, разве это можно так эксплуатировать. мне как то раз попало ничтожное количество наноматериала из оксидов одного металла, было жжение в течении нескольких месяцев, особенно при намокании кожи, и гноилась маленькая ранка несколько лет.
Нет, углеродные наноматериалы не канцерогенны. Уверен. Углерод - элемент жизни. На себе длительный эксперимент поставил - уже ровно 20 лет пью водопроводную воду из фильтра, заполненного таким материалом. Здоров и молод. Первые 5 лет - пресловутый УСВР "ак."Петрика, потом 10 лет своего изготовления т.н. "развернутый графит", и еще 5 лет - новый материал. Про последний я вообще не сомневаюсь - это гранулы до нескольких миллиметров вот такого строения:
Тут графены крепко связаны, в организм не попадают.
А еще пробовал как раз для лечения ранок. Если долго не заживает - посыпаю порошком, проходит за несколько часов, но потом десять лет заметен темный рубец:) Т.е. графенчики остаются в коже долго и почти не выводятся, но и никак не мешают.
Фулерены точно канцерогенны, а вот нано трубки должны иметь на своём торце химически активный атом или атомы и действовать должны как катализаторы химический реакций, что для биологии не очень полезно, если проще то будет убивать клетки и калечить генные и прочие белковые структуры.
А я не очень понимаю зачем обычный баллон тогда нужен? Я же так понимаю, что как раз от него и избавляемся пр помощи адсорбента?
В балоне с КПГ давление 200 атм., а в балоне с АПГ давление 50 атм.
Никак без балона не обойтись.
Ну это первые 20 минут после заправки не очень безопасно получается, хотя с другой стороны не всю поездку с двустами атмосферами ездишь. Но головняк канешь еще тот с предзаправкой потом еще дозаправкой. А потом еще и КПГ заправить на всю катушку :) Я так по трассам ездил, газовые заправки редко замечал. Для города попроще будет с данным видом установки
Да, метан даже в нынешнем, несовершенном, виде, и то интересен. У нас в городе, к примеру, бОльшая часть маршруток уже на метане ездят, и многие грузоперевозчики. Мои знакомые армяне говорят, что в Армении подавляющее большинство автомобилей, даже легковых, на метане ездят. В этом году я был в Грузии, там тоже практически все перевозчики уже на метане.
Единственное, что мешает массовому распространению метана в России - это крайне малое количество заправок. ЕМНИП, на всю Россию их сейчас около пятиста. У нас, в городе-миллионнике, одна или две.
Шо за город?
У меня муж моей родственницы работает таксистом, так все свои машины переводит на метан.
Волгоград.
Я почему говорю так неуверенно "одна или две": у нас город-сосиска, вытянулся на 100 км. вдоль Волги. Так вот, на пять районов города я точно знаю только одну. В двух южных районах я ориентируюсь хуже, по причине их удалённости, поэтому не исключаю, что там может быть ещё одна заправка.
Они обычно стоят в не очень открытых местах. Ща посмотрел Братск, в городе газа вроде нет(ТЭЦ на угле, хотя для БЛПК может газ нужен), но газовых заправок 6 штук. И то я только одну из них мог теоретически видеть. я в том месте несколько раз проезжал, она на федеральной трассе расположена. Остальные в чигирях каих-то.
Вы про газовые вообще, или именно про метановые? Их легко спутать.
За Волгоград могу сказать точно, что не больше двух. Пару лет назад задумывался об установке метанового оборудования, пытал на эту тему маршрутчиков, у которых стоит такое. Они мне и указали на ту, которую я теперь знаю. Про южные районы мне просто было не интересно, потому-что слишком уж далеко.
карта АГНКС в гугл и вуаля -
http://agnks.ru/agnks_map/
в Волгограде похоже 3 штуки. у нас в Карелии вообще ни одной ((
А откуда им быть у нас, газа-то нетути. Когда начнут на Штокмане добывать - тогда и протянут трубу с севера на юг через всю Карелию. Но возить газовозами АПГ по Беломор-каналу по моему расчету будет рентабельнее. Хоть из Волхова (пока), хоть из Мурманска. И сделать это можно быстро. Я не для себя стараюсь, мне до канала-Онеги-Свири-Ладоги далековато будет. Так что сам-то надеюсь из своего болота затариваться, .
у нас на юге республики уже трубу тянут по городам и селам. в связи с этим вопрос, может вы в курсе - бытовой компрессор для метана имеет смысл? не совсем понятно окупаются ли они за срок своей службы. а то непонятно сколько еще ждать внедрения АПГ.
Умельцы делают КПГ-установки на основе старых компрессоров от холодильников. Не торт, но окупается :) Мой партнер из Ростова такой сделал, он грамотный физик. Итальянский компрессор - идеал, но окупится ли вообще - это от пробега зависит. Китайцы стали делать довольно приличные и дешевые. На домашнем авто окупаются вместе с ГБО за 1,5 - 2 года. Но есть вариант - подключиться не через счетчик. Некоторым удается, все тот же партнер поставил в саду барбекюшницу и ухитрился официально подключить её напрямую. Ездит просто бесплатно.
Муж моей родственницы с Донецкой области, там таких заправок достаточно много.
В Грузии полно передвижных метановых.
Думаю, что на Донбассе то-же самое.
Имхуется мне, что основной вопрос в том, как относятся госорганы к вопросам безопасности таких заправок. Если серьёзно, как в России, то инвестору нужно крепко почесать репу, прежде чем браться за строительство такой заправки, очень уж требования жёсткие.
Если-же государство делает какие-то послабления в этих вопросах, то тут-же начинается продажа газа с "колёс" на каждом углу.
Что лучше - спорный вопрос. ИМХО, и то и то хуже.
Лично я за
мир во всём миребезопасные заправки на каждом углуНа Донбассе много стационарных метановых заправок.
Вообще фирма, которая занималась строительством сети таких заправок на Украине, была Донбасская, потому их там и было побольше, чем везде по стране.
Не, к метановым заправкам (АГНКС) по СНИПам требования менее жесткие. чем даже для бензиновых АЗС. Можно располагать в 15 м от жилых зданий!
Тут причина в другом. Нужны либо газопроводы и компрессоры, либо поставки CПГ, регазификаторы и опять же компрессоры. А отпускная цена метана по закону в два, а часто в 4 раза ниже бензина А-76. Огромная головная боль для владельца заправки, а маржи - чуть.
Тогда непонятно, почему так много метановых заправок у наших соседей по СНГ.
Густая сеть магистральных трубопроводов на Окраине и влияние Ирана на Армению и Грузию, уже 80% своего транспорта персы перевели на метан. А у нас все удивляются, почему в Иране всего три НПЗ, один из них в Армении. А вот такая вот нефтяная сверхдержава, щи лаптем не хлебают.
такси говорите?)
Многобалонный вариант привел просто в качестве примера, что технические решения находятся. Можно и заправляться по-дольше, и АПГ баллоны менять на заправке, и баллоны делать с охлаждением - нагреванием, и заправлять холодным метаном из емкости с СПГ (такие заправки тоже уже есть, в том числе мобильные и контейнерные). Да мало ли чего еще напридумывают.
А вот принципиальная Ваша ошибка - что баллон 250 атм. - это опасно. Наоборот. Стальной баллон КПГ имеет толщину стенок до 7 мм (причем он цельнотянутый, равнопрочный). Выдерживает: испытательное давление 500 атм., нагревание на костре в течение 30 мин (есть даже фильм из сериала "Разрушители мифов") и очередь в упор из автомата Калашникова. Сравните с жестянкой бензобака с жидким содержимым, которое проливается и имеет широкий диапазон вспышки паров. Метан же легче воздуха - улетает, а диапазон опасных концентраций 5 - 15 %. Больше того, КПГ, а тем более - АПГ баллоны при пробоине мгновенно обмерзают возле дырки и выход метана .... прекращается.
Проблема действительно в том, что АГНКС катастрофически позорно мало, всего 2,5 тыс. На Окраине, не говоря об Иране, Аргентине и далее по списку из статьи, их больше, чем в России. Специально организованное ООО Газпром_Газомоторное топливо (а при организации его возглавил не кто-нибудь, а сам Зубков, "Человек дела Кремля") клянется поставить 20 тыс АГНКС к 2020 г.
Но сделали бы хотя бы половину, и то прекрасно. А остальную половину атомобилисты компенсируют увеличенным пробегом благодаря АПГ.
Я вообще под впечатлением от подобных роликов :)
Не в тему. Это все пропан-бутановые баллоны. Видно, что огонь растекается по земле. Пропан и бутан тяжелее воздуха и более опасны, чем жидкие углеводороды.
Пропан не пропан, а я бы лучше метанол в бак заливал, чем балон (даже на 50 бар вместо 200) под пятой точкой возить )))
В случае утечки сего вещества мало не покажется. Уж очень организм его не любит. Это не для бытового применения.
Сеё вещество обладает резким характерным запахом и вряд ли утечка его останется незаметной на столько, чтобы надышаться парами до слепоты. Да, и вопрос: вы часто в машинах ездите, где бензином пахнет?
Обычно другой приводят аргумент - его начнут пить и травиться. Но мне кажется, что народ быстро научится с помощью зажигалки и кусочка медной проволоки отличать метанол от этанола...
Страницы