Tekoči zemeljski plin, kratica F

Utekočinjeni plini so ogljikovodik v prvi vrsti Propan in Butan, kot tudi mešanice obeh, to je stranski produkt pri rafiniranju nafte. Gre za zemeljski plin v tekočem stanju, ki je ohlajen na -162 °C. Z utekočinjenjem zemeljskega plina se njegov volumen bistveno zmanjša, kar omogoča skladiščenje večje količine energije v manjših rezervoarjih. Zaradi doseganja bistveno manjših volumnov v primerjavi z zemeljskim plinom in večji energetski učinkovitosti postaja utekočinjen zemeljski plin vse bolj priljubljena alternativa. Danes se preko vstopnih terminalov UZP že skoraj desetina vse svetovne trgovine zemeljskega plina odvija v obliki utekočinjenega zemeljskega plina.

G4/4 Tekoči plin (F)

Vrsta plina

Zrak plin, skrajšano L:

V tej 4. družini plinov so zajeti vsi utekočinjeni plini/ zrak in zemeljski plini/zrak z mešanicami različnih sestav. Plini, ki spadajo v isto skupino, so zamenljivi. Potrebujejo pline iz različnih skupin, ki jih danes pretvorimo ali prilagodimo aditivom, kot tudi utekočinjenega zraka.

Atmosferski plini so glavni sestavni del zraka, ki ga dihamo. Sem spadajo zrak, argon, ogljikov dioksid, helij, dušik in kisik. Proizvodnja kisika in dušika je predvsem za ločevanje zraka v njegovih komponentah. To običajno zmanjša temperaturo zraka, dokler se vsaka komponenta lahko utekočini in odstrani. Ogljikov dioksid nastaja kot stranski produkt pri različnih kemijskih postopkih predelave.

Bioplin: plin iz organskih snovi in odpadkov. Glavne sestavine so metan in ogljikov dioksid.

Fizikalne lastnosti in značilnosti gorenja.

Naslednje preglednice vsebujejo tipične orientacijske vrednosti za zemeljski plin in druge podatke, ki jih včasih predstavljajo različni viri.

Preglednica:  G 5/1    1. Skupina plinov: zemeljski plin in za daljinsko vodenje, skrajšano F

Oznaka  1)  2)	Enota	A: Zemeljski plin	B: Daljinsko vodeni
Wobbe-Index Wo (Ws)	kWh/m3	6,4 – 7,8	7,8 – 9,3
Utekočinjanje Wo (Hs) Kurilna vrednost Hu (Hi)	kWh/m3	4,6 -5,5 6,4 -7,8	5,0 -5,9 4,4 – 5,2
Relativna gostota d	-	0,40 – 0,60	0,32 – 0,55
Tekoči tlak p	mbar	Minimalno 7,5 na napravi
Sestava H2 CO CH4 CnHm CO2 N2 O2	-%	(zemeljski plin) 51,0 18,0 19,0   2,0   4,0   6,0    -	(koksarniški plin) 54,5 5.5 25,3 2.3 2.3 9.6 0,5

 

2) Indeks Wobbe

Indeks Wobbe nam pravzaprav pokaže pravilen prikaz kurilne vrednosti zemeljskega plina, ki ga dovajamo po plinski cevni instalaciji, do odprtine, ki je v gorilniku.

Wobbe indeks je značilna vrednost za skupine gorivnih plinov, kot so propan, butan, metan itn. Energijska ali kurilna vrednost plina je sorazmerna z njegovo specifično težo. Z njim si pomagamo pri izračunu za zamenljivost plina pri plinskih napravah. Odvisno od energijske vrednosti zgorevanja po formuli za izračun indeksa Wobbe Wo (Ws) in formule za izračun indeksa (spodnja formula) Wu (Wi), ki se razlikujeta:

d je mera za razmerje gostote (relativna gostota) glede na zrak (glej preglednico G6/1).

Preglednica G5/2    2. Zemeljski plin, kratica N (naravni plin)

Oznaka  1)  2)	Enota	Skupina LL (L)	Skupina  E (H)
Wobbe-Index Wo (Ws)	kWh/m3	10,5 – 13	12,8 – 15,7
Utekočinjanje Wo (Hs) Kurilna vrednost Hu (Hi)	kWh/m3	8,4 - 11,2 7,6 – 10,1	10,4 -  13,1 9,4 –   11,8
Relativna gostota d	-	0,50 – 0,70
Pretočni tlak p	mbar	Minimalno 18 na napravi
Sestava CH4 C2H6 C3H8 C4H10 N2 CO2	-%	82,0   3,3   0,6   0,3 12,6   1,2	85,4  8,0  2,9 1,0 0,7 2,0

 

Pred zagonom plinskega trošila je treba preveriti podatke s tipske tablice trošila in jih primerjati s podatki o Wobbe indeksu za distribuirani plin. Preveriti je treba tudi, če so trošila primerna za delovanje pri predvidenem delovnem nadtlaku.

Trošilo lahko nastavimo na nazivno toplotno obremenitev, ki je lahko nižja od maksimalne toplotne obremenitve trošila. Nazivna toplotna obremenitev ne sme biti nižja od minimalne toplotne obremenitve trošila. Nastavljeno nazivno toplotno obremenitev je treba trajno označiti na tipski tablici trošila. Nazivno toplotno obremenitev najlaže nastavimo po volumetrični metodi s pomočjo plinomera.

Kurilna vrednost (prej tudi kalorična vrednost) DH_c^o(glej tudi standardna sežigna entalpija) je energija, ki se sprosti v obliki toplote pri popolnem zgorevanju goriva z oksidantom pri standardnih pogojih. Kurilno vrednost merimo največkrat z bombnim kalorimetrom. Lahko jo podamo v različnih oblikah:

energija/mol goriva npr. kJ/mol

energija/maso goriva npr. MJ/kg

energija/volumen goriva npr MJ/l

Kurilna vrednost je fazni prehod, pri katerem snov preide iz plinastega v kapljevinsko agregatno stanje ali v utekočinjanje. Utekočinjanje poteka pri temperaturi vrelišča, ki je odvisna od tlaka. Ob utekočinjanju plin odda izparilno toploto. Obratni fazni prehod izparevanja je evaporacija +

V kemiji pomeni utekočinjanje kemijsko reakcijo, v okviru katere se dve spojini (reagenta) povežeta v novo spojino (produkt kemijske reakcije), pri čemer izstopi manjša molekula. Primer utekočinjanja je tvorba amida iz amina in karboksilne kisline, pri čemer izstopi voda.

Kurilna vrednost je odvisna od mase energijske vrednosti, izražene v kilo džulih na (kilogram) gramov v J/g ali J/kg, kar je povezano s prostornino toplotne mase na liter v J/l ali na kubični meter v J/m³. Za plinaste sestavine, ki se nanašajo na prostornino kurilne vrednosti pri 101.325 Pascala in pri 25 °C v standardnih pogojih. Informacije, ki so nato podane v kilo džulih na standardni kubični meter, kot na primer J/m³, pri čemer je "ta" "v standardnem stanju".

Treba je ločiti nizko in visoko kurilno vrednost. Pri popolnem zgorevanju ogljikovodikov nastaneta dva produkta CO₂ in H₂0. Toplota, ki pri tem nastane, je nizka kurilna vrednost, zraven pa je še voda v obliki pare, ki ima tako imenovano latentno toploto. Če paro utekočinimo, dobimo nekaj toplote, ki jo prištejemo k nizki kurilni vrednosti, da dobimo visoko kurilno vrednost.

Operacijska kalorična vrednost

Operacijska kalorična vrednost (H_u,B na primer H_i,B) nekega plina je toplota, ki se preračunano sprosti v delovnem stanju pri  +15 ^oC in 1025 milibara.

Nove evropske kratice (po DIN EN 437):

namesto H₀ ali  W₀  → H_s in W_s

namesto H_u ali  W_u  → H_i ali W_i

Preglednica G5/3  -  3. Utekočinjeni plin, skrajšano F (primerjava s preglednico G 6.1)

Oznaka  1)  2)	Enota	Propan	Butan
Wobbe-Index Wo (Ws)	kWh/m3	22,6	25,7
Utekočinjanje Wo (Hs) Kurilna vrednost Hu (Hi)	kWh/m3	28,3 26,0	37,2 34,3
Relativna gostota d	-	1,55	2,09
Prostornina/kg plina 0 oC Prostornina/kg - tekoči	m3/kg     l/kg	0,508 1,880	0,373 1,680
Pretočni tlak p	mbar	Minimalno 50	Nadzor  zračnega tlaka
Sestava	-	C3H8	C4H10

 

Preglednica G5/4  -  4. Zračni plin, skrajšano L

Oznaka  1)  2)	Enota	Utekočinjeni plin/ zrak	Zemeljski plin/ zrak
Wobbe – indeks Wo (Hs)	kWh/m3	6,8 7,0	25,7
Utekočinjanje Ho (Hs) Kurilna vrednost Hu (Hi)	kWh/m3	7,5 6,9	37,2 34,3
Relativna gostota d	-	1,15 – 1,22	0,75 – 0,85
Pretočni tlak p
Pretočni tlak p	mbar	minimalno 12	minimalno 7,5
Sestava	-	CnH8/zrak	CH4/zrak

 

Relativna gostota

Za oskrbo s plinom in o potrebnih varnostnih ukrepih, igra relativna gostota plinskega tlaka in vžiga vnetljivih plinov pomembno vlogo.

Poleg gostote se pričakujejo v primeru zgorevalnih plinov z relativno gostoto (prej specifično težo) in so iz gostote plina oziroma gostote zraka (zrak = 1):

    (brez dimenzij)

 

Preglednica  G 6/1 - Gostota in relativna gostota nekaterih pomembnih plinov

Plin	Gostota pplin            kg/m3	Relativna gostota                d
Vodik                           H2 Metan                         CH4 Dušik                           N2 Ogljikov monoksid    CO	0,090 0,717 1,250 1,251	0,070 0,555 0,967 0,968
Zrak	1,293	1,000
Kisik                             O2 Ogljikov dioksid         CO2 Propan                        C3H8 Butan                          C4H10	1,429 1,977 2,004 2,703	1,105 1,529 1,550 2,090

 

Z relativno gostoto d ugotovimo, ali je plin lažji oziroma težji od zraka (glej preglednice od G 5/1 do 5/4). Pri plinski mešanici se dobi vsota relativne gostote posameznega produkta in rezultate vsote posameznih artiklov s posamezno relativno gostoto in prostorninske deleže.

 I.K.