Đang tải... (xem toàn văn)
Khoa học ngày càng phát triển, đời sống của con người ngày càng được cải thiện hơn nhưng cũng nảy sinh những vấn đề cần được giải quyết, trong đó sự cạn kiệt nguồn tài nguyên và ô nhiễm môi trường là hai vấn đề cấp bách hiện nay, mà khí thải động cơ là một trong những yếu tố gây ra sự ô nhiễm không khí trầm trọng. Để góp phần giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường, khoa học thế giới đã có những nghiên cứu tìm kiếm, ứng dụng các nguồn năng lượng mới, nhiên liệu mới thay thế cho những nhiên liệu lỏng truyền thống. Tuy nhiên ở nước ta, việc ứng dụng nhiên liệu mới còn nhiều hạn chế.Sau quá trình học tập ở trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em được trang bị những kiến thức cơ bản về động cơ đốt trong và hiểu được sự cần thiết của việc thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống bằng các nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường hơn. Dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, em đã làm đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy ”, thiết kế một hệ thống cung cấp LPG với quy mô nhỏ nhằm phổ biến sử dụng khí hóa lỏng LPG làm nhiên liệu cho ô tô và xe máy cho người dân.Dù cố gắng nhưng vì kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những thiếu sót, khiếm khuyết. Kính mong các Thầy đóng góp ý kiến để cho đồ án được hoàn thiện hơn.Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy PGS. TS Trần Thanh Hải Tùng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2015Sinh viên thực hiện1. Giới thiệu đề tài nghiên cứu1.1. Những vấn đề về môi trường và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống của Việt Nam và toàn cầu hiện nay1.1.1. Những vấn đề về môi trườngChất lượng không khí hiện nay bị ô nhiễm nặng đến mức phải báo động trên toàn địa cầu; mà trong đó khí thải của động cơ đốt trong là tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Cùng với sự tăng trưởng về số lượng ô tô, một mâu thuẫn nảy sinh trong sự phát triển của xã hội là vấn đề ô nhiễm môi trường do khí thải độc hại từ động cơ xe ô tô, xe máy thải ra vào không khí. Nguồn ô nhiễm này trở thành mối đe dọa chính cho cuộc sống của con người, đặc biệt là ở các thành phố có mật độ xe cơ giới cao, mối nguy hiểm này càng lớn. Ở Anh ước tính có khoảng 24.000 cái chết sớm có liên hệ đến ô nhiễm không khí mà chủ yếu do khí thải của các phương tiện vận tải. Phần lớn trong số họ bị mắc các bệnh như: hen, viêm phế quản, các bệnh về hô hấp. Ở Đức, nghiên cứu trên 632 trẻ em từ 711 tuổi phát hiện bệnh hô hấp ngày càng trầm trọng khi ô nhiễm không khí gia tăng. Các hóa chất độc hại có trong khí thải của các phương tiện vận tải rất nhiều, trong đó carbon monoxide (CO) gây ra chứng nghẹt thở; chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh, làm suy giảm trí nhớ; benzene và nitrogen và nitrogen dioxide tác động xấu đến hệ miễn dịch; polycyclic hydrocarbons: tác động xấu đến da. Ngoài ra, benzen và polycyclic hydrocarbons có thể là tác nhân gây ung thư. Ngoài ra khí thải của động cơ còn làm thay đổi nhiệt độ khí quyển, gây ra hiện tượng “Hiệu ứng nhà kính”, tạo ra các cơn mưa axít làm huỷ diệt các khu rừng và các cánh đồng, …Ở TP Hồ Chí Minh, các nhà khoa học đã báo động về tình trạng ô nhiễm không khí, đặc biệt là sự gia tăng nồng độ các chất độc hại trong không khí như: benzene, nitơ oxit,… Nồng độ bụi đặc trưng PM10 có nơi đạt tới 80 microgam m3 trong khi nồng độ cho phép nhỏ hơn con số này nhiều lần. Nồng độ SO2 lên đến 30 microgamm3, nồng độ benzene có nơi đạt 35 ÷ 40 microgamm3. Và hàng năm, Việt Nam các phương tiện giao thông đã thải ra sáu triệu tấn CO2, sáu mươi mốt nghìn tấn CO, ba mươi lăm nghìn tấn NO2, mười hai nghìn tấn SO2 và hơn hai mươi hai nghìn tấn CmHn. nồng độ các chất có hại trong không khí ở các đô thị lớn vượt quá mức cho phép nhiều lần, riêng SO2 cao gấp 23 lần, …1.1.2. Sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thốngCác nhà khoa học đã lên tiếng cảnh báo cộng đồng quốc tế rằng thời điểm khủng hoảng năng lượng thế giới đang đến gần khi mà các nguồn cung cấp dầu mỏ và khí đốt trên thế giới đang cạn kiệt nhanh với tốc độ 4 ÷ 5% hàng năm, Bộ năng lượng Mỹ dự báo đến năm 2037, nhu cầu dầu mỏ và khí đốt trên thế giới sẽ lớn hơn khả năng cung cấp. Nhà kinh tế năng lượng Mỹ Philip cho biết Mỹ là nước tiêu dùng dầu lửa lãng phí nhất thế giới: nhập khẩu 11 triệu thùng dầungày, tiêu thụ 17 sản lượng dầu mỏ toàn cầu. Theo ông Philip, sản lượng tiêu thụ dầu
Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy LỜI NÓI ĐẦU Khoa học ngày càng phát triển, đời sống của con người ngày càng được cải thiện hơn nhưng cũng nảy sinh những vấn đề cần được giải quyết, trong đó sự cạn kiệt nguồn tài nguyên và ô nhiễm môi trường là hai vấn đề cấp bách hiện nay, mà khí thải động cơ là một trong những yếu tố gây ra sự ô nhiễm không khí trầm trọng. Để góp phần giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường, khoa học thế giới đã có những nghiên cứu tìm kiếm, ứng dụng các nguồn năng lượng mới, nhiên liệu mới thay thế cho những nhiên liệu lỏng truyền thống. Tuy nhiên ở nước ta, việc ứng dụng nhiên liệu mới còn nhiều hạn chế. Sau quá trình học tập ở trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em được trang bị những kiến thức cơ bản về động cơ đốt trong và hiểu được sự cần thiết của việc thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống bằng các nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường hơn. Dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, em đã làm đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy ”, thiết kế một hệ thống cung cấp LPG với quy mô nhỏ nhằm phổ biến sử dụng khí hóa lỏng LPG làm nhiên liệu cho ô tô và xe máy cho người dân. Dù cố gắng nhưng vì kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những thiếu sót, khiếm khuyết. Kính mong các Thầy đóng góp ý kiến để cho đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy PGS. TS Trần Thanh Hải Tùng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thìn 1 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy 1. Giới thiệu đề tài nghiên cứu 1.1. Những vấn đề về môi trường và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống của Việt Nam và toàn cầu hiện nay 1.1.1. Những vấn đề về môi trường Chất lượng không khí hiện nay bị ô nhiễm nặng đến mức phải báo động trên toàn địa cầu; mà trong đó khí thải của động cơ đốt trong là tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Cùng với sự tăng trưởng về số lượng ô tô, một mâu thuẫn nảy sinh trong sự phát triển của xã hội là vấn đề ô nhiễm môi trường do khí thải độc hại từ động cơ xe ô tô, xe máy thải ra vào không khí. Nguồn ô nhiễm này trở thành mối đe dọa chính cho cuộc sống của con người, đặc biệt là ở các thành phố có mật độ xe cơ giới cao, mối nguy hiểm này càng lớn. Ở Anh ước tính có khoảng 24.000 cái chết sớm có liên hệ đến ô nhiễm không khí mà chủ yếu do khí thải của các phương tiện vận tải. Phần lớn trong số họ bị mắc các bệnh như: hen, viêm phế quản, các bệnh về hô hấp. Ở Đức, nghiên cứu trên 632 trẻ em từ 7-11 tuổi phát hiện bệnh hô hấp ngày càng trầm trọng khi ô nhiễm không khí gia tăng. Các hóa chất độc hại có trong khí thải của các phương tiện vận tải rất nhiều, trong đó carbon monoxide (CO) gây ra chứng nghẹt thở; chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh, làm suy giảm trí nhớ; benzene và nitrogen và nitrogen dioxide tác động xấu đến hệ miễn dịch; polycyclic hydrocarbons: tác động xấu đến da. Ngoài ra, benzen và polycyclic hydrocarbons có thể là tác nhân gây ung thư. Ngoài ra khí thải của động cơ còn làm thay đổi nhiệt độ khí quyển, gây ra hiện tượng “Hiệu ứng nhà kính”, tạo ra các cơn mưa axít làm huỷ diệt các khu rừng và các cánh đồng, … Ở TP Hồ Chí Minh, các nhà khoa học đã báo động về tình trạng ô nhiễm không khí, đặc biệt là sự gia tăng nồng độ các chất độc hại trong không khí như: benzene, nitơ oxit,… Nồng độ bụi đặc trưng PM10 có nơi đạt tới 80 microgam /m 3 trong khi nồng độ cho phép nhỏ hơn con số này nhiều lần. Nồng độ SO 2 lên đến 30 microgam/m 3 , nồng độ benzene có nơi đạt 35 ÷ 40 microgam/m 3 . Và hàng năm, Việt Nam các phương tiện giao thông đã thải ra sáu triệu tấn CO 2 , sáu mươi mốt nghìn tấn CO, ba mươi lăm nghìn tấn NO 2 , mười hai nghìn tấn SO 2 và hơn hai mươi hai nghìn tấn C m H n . nồng độ các chất có hại trong không khí ở các đô thị lớn vượt quá mức cho phép nhiều lần, riêng SO 2 cao gấp 2-3 lần, … 1.1.2. Sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống Các nhà khoa học đã lên tiếng cảnh báo cộng đồng quốc tế rằng thời điểm khủng hoảng năng lượng thế giới đang đến gần khi mà các nguồn cung cấp dầu mỏ và khí đốt trên thế giới đang cạn kiệt nhanh với tốc độ 4 ÷ 5% hàng năm, Bộ năng lượng 2 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Mỹ dự báo đến năm 2037, nhu cầu dầu mỏ và khí đốt trên thế giới sẽ lớn hơn khả năng cung cấp. Nhà kinh tế năng lượng Mỹ Philip cho biết Mỹ là nước tiêu dùng dầu lửa lãng phí nhất thế giới: nhập khẩu 11 triệu thùng dầu/ngày, tiêu thụ 1/7 sản lượng dầu mỏ toàn cầu. Theo ông Philip, sản lượng tiêu thụ dầu mỏ của Mỹ có thể giảm 50% nếu Mỹ thực hiện chính sách tiết kiệm năng lượng. Năm 2003, Trung quốc đã vượt qua Nhật Bản trở thành nước tiêu dùng dầu mỏ và khí đốt lớn thứ 2 thế giới sau Mỹ. Các nhà khoa học Mỹ và Anh nhận định thế giới sẽ khủng hoảng dầu khí vào năm 2010 hoặc chậm lắm cũng chỉ vài năm sau đó. Thế giới hiện đang sản xuất và tiêu dùng 75 triệu thùng dầu/ngày. Với tốc độ tiêu dùng như năm 2004, đến năm 2015, nhu cầu dầu mỏ và khí đốt của thế giới sẽ tăng thêm 2/3, tức cần thêm tới 60 triệu thùng/ngày. Nhà khoa học Canada Richard Gun cho rằng cho dù các giếng dầu ở Iraq được khai thác hết công suất, các mỏ dầu ở Trung Á hoặc Siberi được khai thác với những công nghệ tiên tiến nhất thì sản lượng khai thác tăng thêm cũng chỉ đáp ứng được 1/10 nhu cầu tăng thêm của thế giới . Hình 1 – 1 Tiêu thụ năng lương thế giới theo nguồn năng lượng 1970- 2025 (đơn vị nghìn triệu triệu btu ). Dầu mỏ vẫn được coi là nguồn năng lượng chính cho toàn thế giới tới năm 2025. Hình 1.1 thống kê nhu cầu tiêu thụ các loại năng lượng của thế giới. Thống kê của IEO2004 cho thấy, với nhu cầu đòi hỏi về dầu mỏ tăng lên 1,9% mỗi năm thì trong vòng 24 năm tới, mức tiêu thụ 77 triệu thùng/ngày năm 2001 sẽ tăng lên tới 121 triệu thùng/ngày vào năm 2025, mà nhu cầu lớn nhất sẽ là từ Mỹ và các nước đang phát triển ở châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc… Các quốc gia này có thể sẽ chiếm tới 60% nhu cầu của thế giới. Nhu cầu về dầu mỏ ngày càng cao trong khi đó lượng dầu mỏ chưa khai thác ngày một cạn kiệt làm cho giá của loại “vàng đen” có xu hướng tăng. 3 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Hình 1 - 2 Nguồn dầu mỏ ngày càng cạn kiệt khiến giá của loại “vàng đen” này không ngừng tăng. Thế giới đang bước vào một kỷ nguyên giá năng lượng cao do không thể khuyến khích việc tiết kiệm năng lượng và phát triển các nguồn nhiên liệu thải ít khí cácbon nếu giá các loại nhiên liệu hóa thạch không tiếp tục tăng cao hơn nữa. Ngoài ra, thời gian trước khi có các giải pháp thay thế thường rất dài, do vậy việc tạm thời thiếu các loại nhiên liệu hóa thạch sẽ kéo dài và khi giá dầu trở nên quá nhạy cảm cả với sự mất cân bằng nhỏ giữa cung - cầu năng lượng. 1.2. Sự cần thiết có nguồn nhiên liệu mới thay thế nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống Tuy dầu mỏ hiện chiếm khoảng 60-80% cán cân năng lượng thế giới nhưng với tốc độ tiêu thụ như hiện nay và trữ lượng dầu mỏ hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt, cộng với diễn biến phức tạp của giá xăng dầu gần đây và vấn đề ô nhiễm môi trường đang trở nên cấp thiết thì việc tìm ra các nguồn nhiên liệu thay thế nhằm giải quyết những vấn đề mà nhiên liệu lỏng truyền thống đem lại cho môi trường là mối quan tâm hàng đầu của nền khoa học thế giới. Các loại nhiên liệu thay thế này có các nguồn gốc và được phân loại như sau: + Nguồn hóa thạch: Khí thiên nhiên nén CNG, khí thiên nhiên hóa lỏng LNG (liquefied natural gas), khí dầu mỏ hóa lỏng LPG (liquefied petroleum gas), khí lò ga… + Nguồn gốc sinh học: Các loại nhiên liệu được chiết suất từ dầu hoặc tinh bột của các loại cây (cọ, dừa, hướng dương, jatropha, tảo, mía, sắn, ngô…), mỡ động vật hay khí biogas sản xuất từ phế thải (rác thải, chất thải từ động vật,…). Trong các dạng nhiên liệu thay thế đó thì biodiesel dùng để thay thế cho diesel, còn bioethanol, biomethanol dùng để thay thế cho nhiên liệu xăng, năng lượng sinh học đang là xu thế phát triển tất yếu, nhất là ở các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu, do các lợi ích của nó như: công nghệ sản xuất không quá phức tạp, tận 4 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ, tăng hiệu quả kinh tế nông nghiệp, không cần thay đổi cấu trúc động cơ cũng như cơ sở hạ tầng hiện có và giá thành cạnh tranh so với xăng dầu. Sử dụng nhiên liệu thay thế, ngoài việc giải quyết vấn đề cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, tận dụng triệt để các nguồn năng lượng sẵn có trong thiên nhiên, nó còn tạo công ăn việc làm cho người dân, giải quyết phần nào vấn đề ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, nếu có sự quy hoạch tốt về sử dụng đất thì việc sử dụng nhiên liệu thay thế, đặc biệt là nhiên liệu sinh học còn tạo động lực cho sự phát triển, giảm triệt để phát thải gây hiệu ứng nhà kính nhờ vòng khép kín CO2(cây hấp thụ khí CO2 từ động cơ - trồng cây để sản xuất nhiên liệu sinh học cho động cơ). Đối với động cơ diesel sử dụng trên tàu du lịch ven biển, việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay thế nói chung và nhiên liệu sinh học bio-diesel hay nhiên liệu khí hóa lỏng LPG nói riêng là hết sức cần thiết nhằm cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải chất độc hại và khí gây hiệu ứng nhà kính. Điều đó hòa nhập với xu thế thế giới cũng như đi đúng lộ trình phát triển bền vững mà Việt Nam đang hướng tới. 1.3. Mục đích, ý nghĩa của đề tài Mục đích Thiết kế hệ thống sử dụng các bình chứa gas 48 kg rút lỏng có sẵn trên thị trường đề cấp nhiên liệu cho ô tô và xe máy mà không cần phải xây dựng trạm nạp chi phí lớn, hướng tới phổ biến sử dụng khí LPG làm nhiên liệu để thay thế một phần nguồn nhiên liệu truyền thống (xăng, dầu) cho phương tiện giao thông vận tải nhằm góp phần giải quyết hai vấn đề lớn là ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn nhiên liệu hiện nay. Ý nghĩa Đối với đất nước ta hiện nay cơ sở hạ tầng của trạm cấp khí LPG là rất mỏng, trong nước cũng đã có thế mạnh là sản xuất được nhiên liệu khí LPG và việc xây dựng một trạm nạp LPG cố định chi phí lớn, yêu cầu khoảng không gian rộng và điều này rất khó để xây dựng phổ biến trong tình hình kinh tế nước ta hiện nay. Chính vì vậy việc nghiên cứu, tìm hiểu để xây dựng một hệ thống cấp nhiên liệu LPG với chi phí thấp hơn, yêu cầu khoảng không gian nhỏ và dễ lắp đặt là rất thiết thực và cần thiết. 5 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy 2. Giới thiệu về khí LPG, Các tiêu chuẩn về lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho các phương tiện giao thông đường bộ - yêu cầu thiết kế, lắp đặt, vận hành 2.1. Giới thiệu về khí LPG 2.1.1. Nguồn gốc, quá trình khai thác và xử lý khí hóa lỏng LPG Khí hoá lỏng LPG là sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất dầu và tinh luyện khí thiên nhiên. Nguyên liệu ban đầu dùng để sản xuất LPG là dòng khí thiên nhiên khai thác từ các mỏ dầu hoặc qua quá trình xử lý dầu thô để thu được LPG. Về cơ bản quy trình sản xuất LPG gồm các bước sau: + Làm sạch khí: loại bỏ các tạp chất bằng phương pháp lắng, lọc Sau khi loại bỏ các tạp chất, khí nguyên liệu còn lại chủ yếu là các hydrocarbon như etan, propan,butan… + Tách khí: hỗn hợp khí nguyên liệu cần được tách riêng từng khí để sử dụng và pha trộn cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Có thể dùng các phương pháp tách khí như phương pháp nén, hấp thụ, làm lạnh từng bậc, làm lạnh bằng giãn nở khí… Qua hệ thống các dây chuyền tách khí có thể thu được propan và butan tương đối tinh khiết với nồng độ từ 96÷ 98 %. + Pha trộn: các khí thu được riêng biệt lại được pha trộn theo các tỷ lệ thể tích khác nhau tùy theo yêu cầu. Hiện nay trên thị trường Việt Nam có khá nhiều loại LPG khác nhau do các hãng cung cấp với các tỷ lệ propan: butan là 30:70, 40:60, 50:50… Đối với LPG có tỷ lệ là 30:70, 40:60 thường được sử dụng trong sinh hoạt. Còn tỷ lệ pha trộn 50:50 thường được sử dụng làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp như nấu thủy tinh, sản xuất ắc quy, cơ khí đóng tàu, … Một số phương pháp sản xuất LPG: + Phương pháp nén 6 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Hình 2 – 1 Sơ đồ sản xuất LPG theo phương pháp nén. Nguyên tắc của phương pháp là nguyên liệu được đưa vào tháp chưng sẽ tách ra các khí hydrocacbon chủ yếu từ C2 tới C4. Các khí này được đưa vào máy nén tới áp suất p = 1,2 – 1,5 MPa, hóa lỏng, rồi được đưa sang tháp tách etan và tháp tách propan. Sản phẩm của quá trình là etan, propan, butan. + Phương pháp làm lạnh theo bậc: Hình 2 – 2 Sơ đồ sản xuất LPG theo phương pháp làm lạnh theo bậc. Nguyên tắc chung của phương pháp là dòng khí nguyên liệu được làm lạnh theo hai bậc (bậc thứ nhất tác nhân lạnh là propan, bậc thứ hai tác nhân lạnh là etan). Bằng các quá trình làm lạnh này, khí được hóa lỏng đi vào các tháp tách metan, tháp tách etan, tháp tách propan và tháp tách butan. Sản phẩm thu được sau mỗi tháp tách là metan, etan, propan, butan và xăng nhẹ. + Phương pháp làm lạnh bằng giãn nở khí: 7 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Hình 2 – 3 Sơ đồ sản xuất LPG theo phương pháp làm lạnh bằng giãn nở khí. Nguyên tắc chung của phương pháp là sử dụng chu trình làm lạnh trong bằng phương pháp giãn nở, khí nguyên liệu sẽ được làm lạnh và hóa lỏng. Sau đó đi vào tháp tách metan, khí metan sẽ được tách ra và đưa đi làm khí đốt. Sản phẩm của quá trình là LPG và xăng tự nhiên. + Phương pháp hấp thụ: Hình 2 – 4 Sơ đồ sản xuất LPG theo phương pháp hấp thụ Nguyên liệu được đưa vào tháp chưng cất phân đoạn để thu các khí phục vụ quá trình chế biến. Khí được đưa qua máy nén rồi đi vào tháp tách etan; sản phẩm đáy tháp là LPG. Phân đoạn naphta của quá trình chưng cất được sử dụng làm tác nhân hấp thụ. Đi ra khỏi tháp hấp thụ là etan, naphta được tuần hoàn liên tục trong quá trình. 8 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy + Thu hồi từ nhà máy LNG: Nguyên liệu là khí tự nhiên được đưa vào tháp tách metan, sản phẩm đỉnh tháp là metan đưa tới để hóa lỏng sản xuất LNG, sản phẩm đi ra từ đáy tháp được đưa vào tháp tách etan. Etan sẽ được tách ra trên đỉnh tháp tách etan, sản phẩm đi ra ở đáy tháp là LPG. Hình 2 – 5 Sơ đồ sản xuất LPG theo phương pháp thu hồi từ nhà máy LPG. 2.1.2. Thành phần hoá học, tính chất lý hoá khí hóa lỏng LPG 2.1.2.1. Thành phần hoá học Thành phần chủ yếu của khí hoá lỏng LPG là C3H8 (Propan) và C4H10 (Butan) được nén theo tỷ lệ phần trăm Propan trên phần trăm Butan. Ở nhiệt độ và áp suất khí quyển LPG ở dạng khí. Để thuận tiện về tồn chứa và vận chuyển LPG được hoá lỏng. LPG thương mại bao gồm ít nhất một thành phần dưới đây: + Propan thương mại: sản phẩm này chứa chủ yếu là Propan còn lại là Butan hoặc Buten với tỷ lệ thấp và cũng có thể xuất hiện etan hoặc etylen. + Butan thương mại: chủ yếu gồm hydrocacbon C 4 , thông thường thành phần lớn nhất là n-Butan hoặc Butylen-1, cũng có thể xuất hiện Propan hoặc Propylen với nồng độ không đáng kể cùng với Pentan. + Hỗn hợp Propan – Butan: hỗn hợp này được đưa ra trong một số khu vực nhất định. Các thành phần đều do nhà sản xuất và kinh doanh địa phương quyết định và phụ thuộc vào một số yêu tố khác, tỷ lệ Propan/Butan có thể thay đổi từ 30/70 đến 50/50 về thể tích tuỳ theo mục đích sử dụng và điều kiện khí hậu. Trong hành phần khí hoá lỏng LPG chứa rất ít lưu huỳnh( 40÷ 60) ppm, thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép của cộng đồng châu Âu (200 ppm), một tiêu chuẩn khắc khe nhất về các chất phụ gia có trong nhiên liệu. Do đó động cơ dùng LPG 9 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy phát ra rất ít chất ô nhiễm gốc lưu huỳnh và hiệu quả của bộ lọc xúc tác được cải thiện. Cấu tạo phân tử: Hình 2 – 6 Cấu tạo phân tử các hydro cacbon. 2.1.2.2. Tính chất lý hoá Do thành phần chủ yếu của LPG là Propan và Butan nên tính chất của LPG là tính chất của Propan và Butan. LPG có những tính chất sau: + Là chất lỏng không màu ( trong suốt). + Là chất lỏng không mùi, không vị, tuy nhiên trong thực tế trong quá trình chế biến được pha thêm Ethyl Mecaptan có mùi đặc trưng để dễ phát hiện rò rỉ. Nồng độ mùi phải đủ để nhận ra trước khi chúng tạo thành hỗn hợp nổ. + LPG không độc, không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng đến thực phẩm và sức khoẻ con người, tuy nhiên không nên hít vào số lượng lớn vì có thể gây ngạt thở hay say do thiếu ôxy. + LPG nặng hơn không khí (1,5 ÷ 2) lần, nhẹ hơn nước 0,5 lần vì thế nếu thoát ra ngoài hơi LPG sẽ lan truyền ở mặt đất và tập trung ở những phần thấp nhất, như rãnh, hố ga,… tuy nhiên nó sẽ tản mất khi có gió. + LPG được tồn chứa trong các bể chịu áp lực khác nhau, chúng tồn tại ở trạng thái bảo hoà. Gas lỏng ở dưới, hơi gas ở phía trên, theo quy định an toàn thì các loại 10 [...]... trạm cấp nhiên liệu LPG 3.1 Trạm cấp LPG cố định 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm cấp LPG cố định 7 1 2 3 4 5 8 9 11 10 12 13 6 1340 LPG 13.3 17 16 15 14 1316 5172 Hình 3 – 1 Sơ đồ nguyên lý trạm cấp LPG cố định 1- Bồn chứa LPG chôn ngầm; 2- Lỗ kết nối nạp LPG vào bồn; 3- Van khóa; 4Co bảo vệ ống cong; 5- Đường nạp LPG vào bồn; 6- Van một chiều; 7- Khớp nối; 33 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy. .. bơm và điểm nối ống dẫn LPG nạp cho phương tiện ngoài trời và tại nơi thông thoáng f) Ống mềm 20 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Ống mềm sử dụng để nối từ cột bơm đến họng nạp của cột bơm để lắp vào đầu nạp của phương tiện Ống mềm kết nối giữa chai chứa và ống góp không được để ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp và không được để ống mềm trong tình trạng không kết nối với van chai chứa... trên thế giới đã có nhiều xe sử dụng LPG như là nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng cho động cơ Trong thực tế việc sử dụng LPG thường mang lại cảm giác chạy xe êm hơn, tiếng ồn thấp, đặc biệt trên các xe tải nặng Tuy nhiên các xe thương mại dùng LPG như một nguồn nhiên liệu hiện nay vẫn chưa được sản xuất 14 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy + Phát điện: Chạy máy phát điện + Hoá dầu:... tác khi nối với đầu nạp của phương tiện và phải có gioăng làm kín đảm bảo không rò rỉ LPG trong quá trình nạp Họng nạp phải có van một chiều không cho LPG lỏng phun ra khi tháo họng khỏi đầu nạp phương tiện sau khi bơm xong i) Đường ống và thiết bị đường ống 21 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Yêu cầu chung Cách bố trí đường ống và các giá đỡ cho đường ống phải tính toán đến sự giản... hiệu chiều đóng mở trên tay quay và chiều chuyển động của môi chất trên thân van Nhãn hiệu của van phải ghi: + Đường kính trong qui ước, mm + Áp suất quy ước, kG/cm2 j) Thiết bị điện Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện cho trạm nạp tuân theo tiêu chuẩn TCVN 7441:2004 23 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Tuân thủ đúng khuyến cáo của nhà sản xuất để lắp đặt thiết bị điện phù hợp với vùng.. .Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy bể chứa LPG chỉ được phép nhập tối đa (80 ÷ 85)% thể tích, phần còn lại đảm bảo cho sự giãn nở nhiệt của LPG + Đặc trưng lớn của LPG khác với các loại khí khác là chúng tồn tại ở dạng bão hoà nên với thành phần không đổi (70% Butan – 30% Propan) Áp suất bão hoà trong bể chứa cũng như trong hệ thống không phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài Thông thường... tra phía dưới; 8- Kết nối với thiết bị đo áp suất phía trên; 9- Kết nối với dụng cụ đo mức nhiên liệu phía trên; 10- Kết 35 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy nối kim chỉ mức nhiên liệu phía dưới; 11- Kết nối kim chỉ nhiệt độ trên và dưới; 12Kết nối thiết bị đo mức nhiên liệu Dưới đây là hình ảnh thực tế của bồn chưa LPG hình cầu: Hình 3 – 5 Hình ảnh thực tế của bồn LPG hình cầu Ngoài... đáng kể so với động cơ xăng Bảng 2 – 3 Mức độ phát thải ô nhiễm của ô tô chạy nhiên liệu LPG so với tiêu chuẩn ô nhiễm hiện nay [7] Giới hạn cho phép Chất ô nhiễm Europe 2000 California ULEV (g/km) (g/km) CO 1,70 0,160 Mức độ phát ô nhiễm Chu trình Chu trình FTP75 (g/mile) Euro (g/km) 0,160 0,140 13 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy HC NOx 0,04 0,20 0,031 0,020 0,031 0,020 0,032 0,065... dẫn LPG nạp cho phương tiện 0 - 0 3.Phương tiện đang nạp xăng hoặc LPG 1,5 0 - 4.Đỉnh lỗ người chui của bồn xăng chôn ngầm không có đường nhập và xuất 3m 3m 0 5.Bồn trên mặt đất có chứa chất dễ cháy có nhiệt độ chớp cháy dưới 65°C 3m 3m 2m 6.Các họng nhập bồn xăng từ xa 7,5m 7,5m 0 7.Lỗ và ống thở của bồn xăng* 7,5m 7,5m 0 25 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy 8.Cột bơm xăng cho xe -... cột bơm bằng cầu dao tổng hoặc công tắc tổng Gọi cơ quan cảnh sát PCCC Đưa nhân viên, công nhân và người xung quanh ra khỏi vùng có LPG 29 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy Thông báo với các địa điểm lân cận nhất là những nơi có hầm chứa, vùng trũng mà hơi LPG có thể tích tụ được Thông báo với cơ quan chức năng, chủ quản về sự cố 2.2.4 Kiểm tra và bảo trì 2.2.4.1 Yêu cầu chung: . hoảng dầu khí vào năm 2010 hoặc chậm lắm cũng chỉ vài năm sau đó. Thế giới hiện đang sản xuất và tiêu dùng 75 triệu thùng dầu/ngày. Với tốc độ tiêu dùng như năm 2004, đến năm 2015 , nhu cầu dầu mỏ. Hải Tùng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thìn 1 Thiết kế hệ thống cung cấp LPG cho ô tô và xe máy 1. Giới. dầu mỏ tăng lên 1,9% mỗi năm thì trong vòng 24 năm tới, mức tiêu thụ 77 triệu thùng/ngày năm 2 001 sẽ tăng lên tới 121 triệu thùng/ngày vào năm 2025, mà nhu cầu lớn nhất sẽ là từ Mỹ và các nước