Das Gute und das Schlechte an LPG-Fahrzeugkraftstoffen

BELL PERFORMANCE FUEL Issues SERIES: DAS GUTE UND DAS SCHLECHTE AN LPG

ZUSAMMENFASSUNG

Flüssiggas wird in den Vereinigten Staaten hauptsächlich in Heiz- und Kochsystemen zu Hause/in der Industrie sowie in großen kommunalen Transportflotten verwendet. In beiden Anwendungen bietet LPG eine sauberere Verbrennung zu geringen Kraftstoffkosten. Obwohl es ein viel sauberer verbrennender Kraftstoff ist als Diesel oder Benzin, ist LPG entgegen der langjährigen Meinung nicht ganz ohne seine kraftstoffbezogenen Leistungsprobleme.

EINLEITUNG

LPG, CNG und Erdgas sind alle gasförmigen Brennstoffe, die aus einigen der gleichen Komponenten bestehen – Propan und Butan. LPG und "Propan" werden in den Vereinigten Staaten synonym verwendet, bedeuten jedoch in der Regel dasselbe – eine Mischung aus 70 % Propan und 30 % Butan mit einigen Spurenbestandteilen (wie ein Duftstoff vom Mercaptan-Typ, damit Sie es können). Gasleck riechen). Es kann geringfügige Unterschiede bei den verkauften LPG-Gemische zwischen verschiedenen Staaten geben, einschließlich Kalifornien, das einige unterschiedliche Spezifikationen hat, um das Verhältnis von Propan und Butan im Gesamtgas zu bestimmen.

Bei der Rohölraffination ist LPG die erste Komponente, die aus dem Destillationsturm kommt, also entsteht es immer, wenn Rohöl zu Benzin und Diesel raffiniert wird. Bei normalen Temperaturen ist LPG ein Gas, wird jedoch normalerweise gekühlt und zur Lagerung in Flaschen komprimiert. Komprimiertes LPG hat einen Energiewert von 270 mal dem gleichen Volumen von gasförmigem LPG.

Die Verwendung von Flüssiggas ist in Europa und Asien beliebter als in den Vereinigten Staaten, da ausländische Verbraucher aus Umweltgründen tendenziell der Zeit voraus sind als US-amerikanische Verbraucher und das Vertriebssystem weiter entwickelt ist. Die Verwendung von Flüssiggas in den Vereinigten Staaten beschränkt sich hauptsächlich auf Heimheizungssysteme, industrielle Anwendungen (wie Gabelstapler und industrielle Kesselstromerzeugung), große städtische Bus- und Transportflotten und die Verwendung kleiner Verbraucherprodukte wie Gasgrills. LPG-betriebene Verkehrsmittel (Pkw, Lkw und Roller) sind in Europa und Asien viel verbreiteter.

Damit die USA beim LPG-Verbrauch aufholen können, muss sich die Vertriebsinfrastruktur stark verbessern – in Europa findet man viel häufiger eine LPG-Tankstelle als in den USA. Wachsende Länder der Dritten Welt wie China (jetzt die zweitgrößte Volkswirtschaft der Welt, an Japan vorbei) und Indien sind stark auf Flüssiggas angewiesen, um den Transportbedarf ihrer Bürger zu decken und den wachsenden globalen Druck zu befriedigen, umweltfreundlicher zu sein. Als Reaktion auf diesen Druck fordert die chinesische Zentralregierung eine Reduzierung der Schadstoffemissionen um 25 % innerhalb der nächsten fünf Jahre. Während sich die USA zu Ethanol- und Biodiesel-Kraftstoffmischungen aus erneuerbaren Quellen hingezogen haben, um diesen Bedarf zu decken, sind LPG-Kraftstoffe von zentraler Bedeutung für die Pläne zur Erfüllung der Mandate in diesen fremden Ländern, die ein explosives Wachstum verzeichnen. GUTE PUNKTE ÜBER LPG-KRAFTSTOFFE

LPG-Moleküle sind klein – 3 und 4 Kohlenstoffketten im Vergleich zu den 8-18+ Kohlenstoffkettenmolekülen in Benzin und Diesel – und verbrennen sehr sauber im Vergleich zu Benzin und Diesel. Diese bessere Verbrennung bedeutet weniger Kohlenstoffablagerungen im Motor und eine längere Lebensdauer von Zündkerzen und Schmieröl. Dies ist ein Plus für alle Arten von Verbrauchern, die einen maximalen Kraftstoffwert aus ihren großen und kleinen Fahrzeugen erzielen möchten.

Auch die Emissionen aus der Kraftstoffverbrennung sind bei LPG im Vergleich zu den gängigen Kraftfahrzeugkraftstoffen ziemlich niedrig – unverbrannte Kohlenwasserstoff- und Partikelemissionen sind sehr gering, ebenso wie Schwefelgasemissionen und NOx (Stickoxid) Emissionen, die beide Vorläufer für Smog in verschmutzten städtischen Gebieten sind . Verdunstungsemissionen (z. B. bei der Kraftstoffabgabe – ein Teil des Kraftstoffs entweicht in die Luft) sind aufgrund der erforderlichen geschlossenen LPG-Kraftstoffversorgungssysteme an Zapfsäulen sehr gering.

LPG hat einen geringeren Bruttoschwefelgehalt als Benzin, wodurch das Korrosionspotential in Lagersystemen verringert wird.

Diese Tatsachen machen LPG zu einem bevorzugten Kraftstoff für umweltbewusste Verbraucher, einschließlich lokaler Regierungen, die von ihrem Wahlkreis und weiter oben auf der Regierungsleiter aufgefordert werden, "grüner" zu sein. All dies trägt dazu bei, dass LPG-Kraftstoffe, abgesehen von den CO2-Emissionen, die sie verursachen, gut für die Umwelt sind.

PROBLEME MIT LPG-KRAFTSTOFF

Weil LPG so sauber verbrennt, wissen die meisten Verbraucher und sogar einige Gaskraftstoff-Vertriebsfachleute nicht, dass LPG-Kraftstoffe nicht ohne kraftstoffbezogene Probleme oder Raum für Verbesserungen sind.

Verfügbarkeit von Fahrzeugkraftstoff in den Vereinigten Staaten

In den USA werden jedes Jahr nur sehr wenige reine Flüssiggas-Verbraucherfahrzeuge verkauft. Sie können Umbausätze erwerben, die Ihr normales benzinbetriebenes Fahrzeug in ein Dual-Flex-Fuel-Fahrzeug verwandeln, das zwischen Benzin und LPG wechseln kann. Umbausätze kosten 2.000 bis 4.000 US-Dollar. Selbst wenn Sie sich dafür entscheiden, ist die einfache Verfügbarkeit von Autogas-Tankstellen in den USA leider ein unerschwingliches Problem für die weitere Verbreitung dieser Art von grünem Kraftstoff. Kalifornien hat die meisten "Propan"-Tankstellen für Fahrzeuge – etwa 600 davon. Im ganzen Land werden nur 3% des verwendeten Flüssiggases für Fahrzeuge verkauft.

Kilometerstand für Fahrzeuge

Verbraucher in den Vereinigten Staaten, die Flex-Fuel-LPG-Fahrzeuge besitzen, können mit ihren LPG-Tanks Probleme mit der Laufleistung haben. Denken Sie daran, dass komprimiertes Flüssiggas eine andere Dichte hat als Benzin oder Diesel. Ein typisches LPG-Auto wie der umgebaute 2008 Honda Civic kann bis zu 36 mpg erreichen. Das ist eine tolle Laufleistung. Leider kann der Civic aufgrund der Natur der LPG-Kompression trotz der 36 mpg (24 mpg Stadt) nur etwa 185 Meilen mit einem vollen Tank LPG-Kraftstoff fahren.

Ablagerungen durch Verunreinigungen aus Raffinerien

LPG, das direkt aus der ursprünglichen Quelle (dem Boden) entnommen wird, ist eine saubere Mischung aus Propan, Butan und anderen Kohlenwasserstoffgasen und enthält keine doppelgebundenen Olefinverunreinigungen wie Propen (Propan mit Doppelbindung). Der reine LPG-Kraftstoff ohne Verunreinigungen verbrennt sehr sauber und erzeugt eine enorme Wärmeenergie (21.000 BTU pro Pfund) mit einem Minimum an Ablagerungen und schädlichen Emissionen wie Kohlenmonoxid.

Leider wurde ein Teil des typischerweise auf dem Markt erhältlichen LPG durch Crackverfahren in einer Raffinerie hergestellt (um die rentableren Produkte von Benzin und Diesel zu maximieren) und enthält instabile Moleküle, die Alkene und Olefine genannt werden. Crackprozesse beinhalten die chemische Aufspaltung längerer Moleküle in kürzere – die Raffinerie spaltet die schwersten Moleküle (wie Schweröl) auf, um mehr Benzin und Diesel herzustellen. Dabei werden zusätzliche LPG-Vorräte produziert. Diese zusätzlichen LPG-Erträge sind jedoch kein reiner LPG-Kraftstoff, da sie gecrackte Moleküle enthalten, die Teil des anderen Crackprozesses sind.

Diese gecrackten LPG-Kraftstoffe enthalten Alkene (Moleküle mit reaktiven ungesättigten Doppelbindungen), die dazu neigen, miteinander zu reagieren, Wasser und andere Moleküle aus dem Kraftstoff und der Umgebung (S, O, N) zu längerkettigen Polymeren, die enden als schwere Einlagen auf. Diese instabilen Moleküle enthalten Doppelbindungen, die dazu führen, dass sie mit anderen Molekülen im Kraftstoff und der Umgebung (einschließlich Sauerstoff und Schwefel) reagieren, um lange Polymermoleküle zu bilden. Diese Ablagerungen sind aufgrund ihrer längeren Ketten schwerer und lösen sich nicht gut in LPG-Kraftstoffen, da Propan für diese Spezies ein schlechtes Lösungsmittel ist. Daher fallen sie vor und während der Verdampfung aus dem Kraftstoff aus. Ist dies der Fall, können diese Ablagerungen nicht wieder im Kraftstoff gelöst werden.

Diese starken Ablagerungen sammeln sich in Verdampfern und Konvertern, den Verdampferleitungen, den Kraftstoffinjektoren und Injektor-Dosierblenden und den Brennern. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um ein Fahrzeug oder eine mit Propan betriebene Hausheizung handelt. Aufgrund der Schwere der Ablagerungen neigen sie dazu, in den Bereichen zu bleiben und sich aufzubauen, in denen sie zuerst fallen.

Die Auswirkung von LPG-Ablagerungen auf die Leistung

Sobald sich in diesen Bereichen Ablagerungen bilden, beeinflusst dies die Kraftstoffdurchflussrate und die Luft/Kraftstoff-Mischung, wodurch das System viel weniger effizient wird und die erzeugten Emissionen steigen. Sie können auch eine fortschreitende Verringerung der Kraftstoffeffizienz des Systems feststellen, egal ob beim Heizen oder im Auto. Dies liegt nicht nur daran, dass der Kraftstoff durch Ablagerungen weniger effizient verbrennt, sondern sie können auch eine schwammartige Wirkung haben, die LPG-Kraftstoff aufsaugt und im Laufe der Zeit langsamer abgibt, was von der Funktionsweise des Systems abweicht.

In einem Fahrzeug, das LPG als Kraftstoff verbrennt, führt die Ablagerung von Olefinen dazu, dass der Oktanzahlbedarf des Motors steigt. Dies liegt daran, dass sich diese Ablagerungen auch im Brennraum und in den Zylinderräumen ansammeln und das Volumen innerhalb des Zylinders verändern, was teilweise den Oktanzahlbedarf für eine korrekte Zündung des Kraftstoffs an der richtigen Zylinderposition bestimmt. LPG-Kraftstoff hat typischerweise eine sehr hohe Oktanzahl, 96-100. Der Einfluss von Ablagerungen auf diese Bewertung ist also bei einem LPG-verbrennenden Motor tatsächlich verstärkt und größer als bei einem normalen Benzinmotor, der für eine gute Leistung bei 87- oder 89-Oktan-Benzin ausgelegt ist.

Ein System mit Ablagerungen kann bei kaltem Wetter typischerweise Schwierigkeiten beim Starten haben. Wenn sich Ablagerungen in einer Feuerung oder einem Fahrzeugsystem ansammeln, beginnen sie zu beeinflussen, wie gut der Kraftstoff verdampft und wie gut er durch das Kraftstoffversorgungssystem fließt. Dies ist insbesondere bei Flüssiggas im Winter ein Problem, das sofort anlaufen muss. Diese Art von Ablagerungen behindern, wie gut dieser Kraftstoff verdampft und bei kaltem Wetter funktioniert. Dies kann ein Problem sein, wenn der Kraftstoffverdampfer mit Ablagerungen verschmutzt ist – der Kraftstoff verdampft nicht gut genug, um die erforderliche Leistung zu erbringen.

Ausrüstung tragen

Beim Einsatz in Fahrzeugen (Pkw und Lkw) erweist sich LPG als trockener Kraftstoff, der für kritische Kraftstoffförderteile nicht die gleiche Art von Schmierung bietet wie flüssige Kraftstoffe. Im Laufe der Zeit neigen LPG-Fahrer dazu, an bestimmten kritischen Motorteilen übermäßigen Verschleiß zu bemerken. Ventile, Einspritzdüsen und Kompressionsringe können die am häufigsten betroffenen Teile sein.

In Ofensystemen können einige Ablagerungen abrasiv sein und in der turbulenten Luftströmung des Brennstoffzufuhrsystems abbrechen. In diesem Fall können sie sich an Metalloberflächen abnutzen und Schäden verursachen. Dies geschieht normalerweise langsam über einen langen Zeitraum, kann jedoch am Ende zu kostspieligen Reparaturrechnungen für die Systemwartung führen.

Um einen übermäßigen Verschleiß an Fahrzeug- und Industrie- oder Heimofenanlagenteilen zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, den LPG-Brennstoff mit einem Schmiermittel zu behandeln. Wasser- und Feuchtigkeitssammlung

Entgegen der Wahrnehmung können Wasser und Feuchtigkeit über die Lieferkette in den LPG-Kraftstoff gelangen. In diesem Fall kann es zu einer Kraftstoffverschmutzung kommen, da der Kraftstoff während der Reaktion mit dem Sauerstoff im Wasser oxidiert. Oxidationsreaktionen bewirken, dass die reinen Propan/Butan-Moleküle reagieren und polymerisieren (zusammenkleben) und es bilden sich schwere Ablagerungen, die auf den Boden des Tanks sinken oder mit dem LPG-Kraftstoff in nachgeschaltete Lagerbehälter getragen werden können, wo sie sich ansammeln und Ablagerungen verursachen die Fahrzeuge und Feuerungsanlagen, die letztendlich den Brennstoff verbrennen.

FAZIT

Flüssiggas und andere komprimierte Gase sind eine ausgezeichnete Wahl für Verbraucher, die einen sauberen Kraftstoff suchen, der relativ umweltfreundlich ist und mit geringen Emissionen und Rußausstoß verbrennt. Fahrzeuge, die mit LPG-Kraftstoff betrieben werden (wenn Sie sie finden können) haben niedrige Emissionen und erreichen hohe Meilen pro Gallone (obwohl das Volumen an LPG, das in einem Fahrzeug gespeichert werden kann, geringer ist als die Kapazität eines Benzin- oder Dieselkraftstofftanks). Die Probleme von LPG sind im Vergleich zu Biodiesel oder Ethanol ziemlich gering und können ziemlich einfach gelöst werden, wenn der Kraftstofflieferant den LPG-Kraftstoff hinzufügt.

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Source by Erik Bjornstad

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