Hur fungerar petroleumgas

En bensinstation fyller en taxi med kondenserad petroleumgas. Se bilder på alternativa bränslefordon .- LUIS LIWANAG / AFP / Getty Images

-Flytande petroleumgas, eller LP-gas, är en av de vanligaste alternativa bränslena som används i världen idag. Faktum är att många ställen inte är ett alternativt bränsle alls: LP-gas är en grundpel för uppvärmning och matlagning i vissa delar av Indien och vissa landsbygdsområden i USA. När du lagar mat på en campingplats eller i din trädgård med en gasgrill eller en kaminen använder du någon form av LP-gas. Känd för sin mångsidighet och effektivitet, i dag ser LP-gas ut som en attraktiv energikälla för människor som är tröttna på höga värmningskostnader och skyrocketing priser på gaspumpen.

Alternativt bildgalleri för bränslefordon

-

I den här artikeln kommer vi att ta reda på var LP-gas kommer från, vad den används för och hur du kan konvertera din bil att köra på detta lättare och billigare bränsle. -

Det finns två LP-gaser som kan lagras i flytande form med endast måttlig trycksättning -- propån och butan. isobutan, som har samma enkla kemiska formel som butan men har en annan kemisk struktur, används också. Vanligtvis blandas butan och isobutan med propan i olika proportioner, beroende på den avsedda användningen av bränslet.

propan är särskilt användbart som ett bärbart bränsle eftersom dess kokpunkt är

-44 F (-42 ° C). Det betyder att även vid mycket låga temperaturer kommer det att förångas så snart det släpps ut från trycksatt behållare. Detta resulterar i ett rent brinnande bränsle som inte kräver mycket utrustning för att förånga det och blanda det med luft. Ett enkelt munstycke räcker.

butan s kokpunkten är ungefär 31 ° C (-0,6 ° C), vilket innebär att den inte kommer att förångas vid mycket kalla temperaturer. Det är därför butan har mer begränsade användningar och blandas med propan istället för att användas av sig själv.

Ett enda pund propan kan generera 21 548 BTU (brittiska termiska enheter) energi, medan butan kan producera 21 221 BTU per pund [ref]. Som jämförelse är här hur LP-gaser staplar upp till andra bränslen när det gäller energi:

• Propan: 21 500 BTU per pund
• Butan: 21 200 BTU per pund
• Bensin: 17 500 BTU per pund
• Kol: 10 000 BTU per pund
• Trä: 7 000 BTU per pund

I nästa avsnitt tar vi reda på var LP-gas kommer från.

Etan och metan?

Uttrycket "flytande petroleumsgas" hänvisar ibland till all brännbar gas som finns i gasform vid normala temperaturer och tryck - det vill säga gaser med en kokpunkt relativt nära medeltemperaturen i jordens atmosfär. Enligt denna definition är både etan och metan LP-gaser. Enligt LP Gas Mans Encyclopedia of Methods and Equipment, "trycket som krävs för att kondensera [etan och metan] och den mängd metall som krävs för att hålla dem under dessa tryck gör deras hantering i kommersiella mängder opraktisk."

Oljeraffinaderier producerar LP-gaser i processen att producera andra, mer vanligt använda bränslen. Foto med tillstånd Phillips Petroleum Company

LP-gas är ett fossilt bränsle, som olja och naturgas. Det kan raffineras från olja och naturgas på samma sätt som bensin raffineras från råolja. Medan de flesta energiföretag inte är fokuserade på LP-gaser, producerar de dem ändå för att de är en biprodukt av förädlingsprocessen för andra bränslen.

När ett energiföretag drar naturgas från marken är cirka 90 procent av det metan. Resten är i form av olika LP-gaser, som företaget separerar från metan innan metan matas in i rörledningar för användning i våra hem. Mängden LP-gas som kommer från naturgas varierar, men den är vanligtvis från 1 till 3 procent [ref].

LP-gaser separeras från råolja, också. Raffineringsprocessen producerar ungefär ett 3-procentigt utbyte av LP-gaser, även om raffinaderierna återuppvärmdes för att fokusera på LP-gasutvinning, kan antalet vara så högt som 40 procent [ref]. Se hur oljeraffinering fungerar för att lära dig om processen.

Därefter tar vi reda på några av de många användningsområdena för LP Gas.

Upptäckten av LP Gas

Ursprungligen hade naturgasindustrin problem med de "extra" föreningarna i gasen. Propan och butan var instabil, avdunstades lätt och skapade högre ångtryck vid lagring och transport av naturgas. Den första lösningen var att helt enkelt "väder" naturgasen, vilket låter LP-gaserna koka i atmosfären.

Dr. Walter Snelling, en uppfinnare och forskare som arbetade för US Geological Survey, började experimentera med de kondenserade formerna av dessa avfallsmaterial 1910. År 1911 hade han producerat prover av propan och butan och hade redan föreställt sig ett lagrings- och distributionssystem för dessa bränslen . 1913 beviljades han ett patent för sin metod för att producera LP-gaser [ref].

Propan tändare och propan spis Foto med tillstånd Amazon.com

LP-gas är enkel och säker att lagra, vilket gör det till ett mycket bärbart bränsle. Det har använts för många olika applikationer, av vilka du antagligen har använt dig själv. Små, engångsbutantändare använder den LP-gas som du mest troligt ser dagligen. De innehåller en blandning av butan och isobutan.

Om du har en bärbar gasgrill, eller om du går camping i en släp eller husbil, använder du också LP-gas där. Den påfyllbara bensintanken på din grill använder propan, och propanbehållarna på din husbil kan driva en ugn, värma en varmvattenbehållare eller till och med driva kylen och frysen. Små tankar med campingbränsle som finns tillgängliga i de flesta sportartiklar använder också propan. Munstyckena på tankarna har standardiserats i hela campingbranschen, så dessa tankar kan fästas till läger spisar, lyktor, små vattenvärmare och en mängd andra apparater.

Propan är användbart i alla situationer där bränsle behövs men det är inte praktiskt (eller möjligt) att köra ledningar för naturgas till platsen. Du hittar LP-gas på båtar, i isolerade stugor och jaktstugor eller på landsbygden som inte betjänas av kommersiella energiföretag. I länder som Indien, där vissa stora städer inte har tillförlitlig naturgas eller annan bränsletjänst, utgör LP-gas en stor del av energimarknaden. Allvarliga behov av uppvärmning och kokning tillhandahålls av propan istället för olja eller kol.

LP-gas är dock inte bara för hem- och fritidsanvändning. Många industrier använder LP-gas som värmekälla för metallbearbetning, glasbearbetning eller keramik. Många industrigaffeltruckar är LP-gasdrivna eftersom LP-gas ger tillräckligt med kraft för att göra tunga lyft medan de genererar reducerade ångor och föroreningar i trånga lagerutrymmen.

En av de snabbast växande användningarna av LP-gas är inom bilar. Bilar byggda eller konverterade för att köra på LP-gas blir mer och mer vanliga - vi får reda på varför i nästa avsnitt.

LPG-tankstation Foto med tillstånd USA: s avdelning för energi

Enligt World Liquefied Petroleum Gas Association (WLPGA) arbetar för närvarande mer än 9 miljoner fordon i 38 länder med LP-gas. Det är inte en ny idé: Propandrivna fordon har funnits i decennier. Fördelarna inkluderar minskade utsläpp, citeras av WLPGA som "50% mindre kolmonoxid, 40% mindre kolväten, 35% mindre kväveoxider (NOx) och 50% mindre ozonbildande potential jämfört med bensin" [ref]. Med statliga incitament och skattelättnader som räknats in användes LP-gas i bilar (känd som Naturgas) kan vara mycket billigare än bensin. Även utan incitament är det vanligtvis mycket billigare. Autogas är ett högoktanbränsle som erbjuder prestanda som kan jämföras med bensin och diesel, och många ägare hävdar att autogas går smidigare, vilket resulterar i mindre slitage på motorkomponenterna.

Det enklaste sättet att börja använda propan för transport är att köpa ett fordon som konstruerades och byggdes för att använda autogas. Ett brett utbud av tillverkare, inklusive stora amerikanska bilföretag som Ford, General Motors och Daimler-Chrysler, erbjuder propan-drivna alternativ på vissa modeller. Vanligtvis hittar du inte dessa bilar på showroomgolvet - de måste specialbeställas. I vissa fall finns det ingen produktionsmodell som drivs med LP-gas, men ett LPG-system kan fabriksinstalleras som tillval. Exempel på bilar som erbjuds som LP-gasmodeller inkluderar Ford Crown Victoria, Dodge Ram, Ford F-150 lastbil, Chevrolet Cavalier och Toyota Camry.

Foto med tillstånd Greenfuel Company

Sällan (men oftare i Europa) byggs bilar enbart med ett LP-gasbränslesystem. Motorn är inställd och justerad specifikt för att köra med maximal effektivitet på propan, vilket resulterar i minskat motornsslitage och bättre körsträcka på lång sikt. Många konsumenter är dock oroliga för att en propanpåfyllningsstation kan vara svår att hitta. Därför har de flesta LP-bilar dubbla bränslesystem -- en för bensin och en för propan. Systemen är inställda på att växla automatiskt mellan de två bränslena efter behov. Detta gör det möjligt för ägarna att använda ren, billig propan när den är tillgänglig, men de har fortfarande möjligheten att snabbt fylla på den lokala bensinstationen om de behöver det.

Hur svårt är det att hitta en propanpåfyllningsstation? Egentligen är det inte så svårt alls. Till skillnad från vissa andra alternativa bränslen (som väte), finns det redan en stor och stabil infrastruktur för fordon som kör på propan. Du kan använda Alternative Bränslen Data Center för att hitta närmaste LP-gas tankningsstationer. Som ett exempel finns det fem LP-gaspåfyllningspunkter inom 40 mil från författarens hus i Buffalo, N.Y.

Modifierad Prius: LPG-elektrisk hybrid Foto med tillstånd Green Car Congress

I nästa avsnitt diskuterar vi grunderna i konvertering av en bensindriven bil för att köra på autogas.

Exempel omvandlingssystem med dubbelt bränsle Foto med tillstånd WTV-UK

Processen att konvertera en bil för att köra på propan är ganska krävande och kräver god kunskap om fordonssystem i allmänhet för att åstadkomma. * Flera företag erbjuder kit som innehåller alla nödvändiga delar för att utföra konverteringen. De utan nödvändig kunskap bör försöka hitta en lokal mekaniker med erfarenhet av LP-gasomvandlingar för att få jobbet gjort. Även om propan är väldigt säker som bilbränsle, kan systemet, om systemet inte är korrekt installerat, vara säkerhetsproblem.

Det första steget är att välja en tank. De flesta omvandlingar är konverteringar med dubbla bränslen, vilket betyder att du inte kommer att ersätta ditt gamla bränslesystem, du kommer bara att lägga till en sekund. Som ett resultat kommer propantanken att ta upp lite av lagringsutrymmet i din bil, vanligtvis i bagageutrymmet.

Donut tank (vänster) och torpedotank Foto med tillstånd WTV-UK

Tankar kommer i form av "torpedo" eller "munk". Torpedotankar har i allmänhet mer kapacitet, men tar mer plats i din bil. Donut tankar är utformade för att passa i reservdäcken i din bil. Det är mindre tankar och du måste offra ditt reservdäck. I större fordon kan du montera flera tankar för ökad kapacitet.

När tanken är fixerad, a fyllningspunkt måste borras in i bilens kropp, vanligtvis nära bensinpåfyllningspunkten eller på baksidan av bagagerummet. Den idealiska platsen är en plats som kräver minimal rörledning för att ansluta till tanken. Själva bränsleledningarna är kopparrör, som ger en viss flexibilitet när linorna är dirigerade. Tanken måste vara ansluten till påfyllningspunkten, och linjer måste också köra längs bilens undersida upp till motorn.

EN magnetventil (LPG-ventil i diagrammet ovan) måste installeras på bränsleledningen mellan tanken och motorn. Denna ventil minskar flödet av LP-gas när bilen kör på bensin och när motorn stängs av. Det har också ett inbyggt filter som tar bort smuts i bränslet.

Nästa huvudkomponent kallas a regulator, även kallad a förångaren. Den här enheten utför en av de funktioner som en förgasare hanterar i en bensinmotor - den använder värme från bilens kylvätskor för att förånga propan till gasform. En annan säkerhetskontroll sker också hos regulatorn. Den innehåller en elektronisk krets som minskar gasflödet om motorn stannar eller stannar. Regulatorn är vanligtvis mindre än en vanlig förgasare, så att hitta utrymme för det i motorrummet borde inte vara ett problem.

Den andra delen av en förgasares funktion hanteras av en mixer monterad i insugningsgrenröret. Blandaren tar information från bilens sensorer eller ECU, och sedan kontrollerar den mängden gas som rinner in i cylindrarna.

Instrumentbränslebrytare / mätare Foto med tillstånd Tinley Tech LPG-konvertering

Systemet måste sedan anslutas till bilens elektriskt system, vilket möjliggör en fungerande bränslemätare samt korrekt automatisk växlande mellan propan och bensin (tillsammans med en manuell omkopplare på instrumentpanelen). Det måste finnas anslutningar till bilens ECU så att motorstyrenheten kan justera för olika bränsleinställningar.

Bilar med ett elektroniskt injektionssystem behöver förmodligen en elektronisk emulator. När bilen kör på LP-gas skickar bränsleinsprutarna ingen information till de andra sensorerna i bilen - detta tänds "kontrollmotor" -lampan och ger felaktiga diagnosavläsningar. Emulatorn förfalskar rätt signaler så att styrenheten kan fungera korrekt.

Konverteringssatserna kommer med mer detaljerade instruktioner, men detta är en grundläggande översikt över vad som behöver hända vid en konvertering med två bränslen.

Därefter ska vi ta reda på hur säker LP-gas är.

*varning: Detta bör inte användas som en guide för en verklig LPG-konvertering. Det är avsett som en översikt över processen och inte som en uppsättning instruktioner. Såvida du inte är mycket erfaren inom fordonsbränslesystem och elektriska system uppmanas du starkt att låta konverteringen utföras av en professionell. Alla omvandlingar bör testas och godkännas av en professionell med erfarenhetstest av LPG-system innan de används.

LP-gaser är faktiskt ganska säkra i jämförelse med andra bränslen. Propan har en hög antändningstemperatur, cirka 850-950 F (450-510 C), jämfört med cirka 495 F (257 C) för bensin. Detta gör det mindre troligt att antändas spontant.

Dessutom är tankarna som används för att förvara propan starkare än bensintankar på grund av det tryck som krävs för att hålla propan i flytande form. Detta gör ombord propanlagring säkrare än en typisk gastank - den är mer motståndskraftig mot brott i händelse av kollision. Speciella säkerhetsventiler och avstängningar ökar säkerhetsfaktorn.

För att lagra LP-gas säkert finns det några riktlinjer. Det är viktigt att komma ihåg att en propantank aldrig är riktigt tom. När tanken är fylld är det mesta av propanen under tillräckligt tryck att den är i flytande form. Men vid säkra tryck är inte all propan flytande - en liten mängd är i gasform som fyller resten av utrymmet i tanken. När mer propan används minskar trycket, vilket ger mindre propan i flytande form och mer propangas som fyller det återstående utrymmet.

Tankar bör endast fyllas till ungefär 80 procent kapacitet. Förändringar i temperatur kan ändra trycket inuti tanken. Om du skulle fylla din tank till 100 procent på en sval, molnig dag och sedan lämna bilen ute i solen nästa dag, skulle temperaturökningen orsaka en ökning av trycket i tanken som kan leda till att den misslyckas utan att 20 procent takhöjd.

För mer information om LP Gas och relaterade ämnen, kolla in länkarna på följande sida.

Relaterade artiklar

• Hur bilmotorer fungerar
• Hur elbilar fungerar
• Hur bensin fungerar
• Hur grillar fungerar
• Hur hybridbilar fungerar
• Hur väteekonomin fungerar

Fler bra länkar

• World LP Gas Association: Om LP Gas
• Four Wheeler Magazine: Crawl This Way - en stenkravande lastbil omvandlad till propan så att den "går upp och ner"
• Alternativ bränslestationssökare
• Propan Gas Association of Canada
• Ford Scorpio: A Guide to LPG Conversion

källor

• 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-innehållsjämförelser av vanliga bränslen 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
• Gör-det-själv Automotive LPG-omvandling 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.
• Föreningen för komprimerad gas. Handbok för komprimerade gaser. Van Nostrand Reinhold, 1990. 0-442-21881-8.