Trong bối cảnh năng lượng sạch ngày càng trở thành mối quan tâm lớn, LPG nổi lên như một trong những lựa chọn hiệu quả, sạch và linh hoạt. Tại Việt Nam, LPG được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Vậy LPG là gì, có đặc điểm, ứng dụng, ra sao? Cùng Meta Green Energy khám phá chi tiết trong bài viết sau!
LPG là gì?
Định nghĩa LPG
LPG (Liquefied Petroleum Gas) là khí dầu mỏ hóa lỏng hay thường được gọi là khí gas. Đây là hỗn hợp khí dễ cháy được hóa lỏng từ dầu mỏ hoặc khí tự nhiên. LPG được nén ở áp suất vừa phải để chuyển từ dạng khí sang dạng lỏng, dễ lưu trữ và vận chuyển.
Thành phần hóa học chính (Propan & Butan)
Thành phần chính của LPG là các khí hidrocacbon bao gồm propan (C₃H₈) và butan (C₄H₁₀). Tùy theo mục đích sử dụng, tỷ lệ propan và butan có thể thay đổi để phù hợp với điều kiện khí hậu hoặc yêu cầu kỹ thuật. Có 3 tỷ lệ trộn chính: 50:50, 40:60 và 30:70
Đặc điểm của LGP
LPG nguyên chất không có mùi, nhưng để an toàn, nhà sản xuất thêm một chất tạo mùi đặc trưng (ethyl mercaptan) giúp dễ phát hiện rò rỉ.
LPG nặng hơn không khí khoảng 1,85 lần (trong điều kiện ở thể khí và nhiệt 150°C) và nhẹ hơn nước 0,5 lần khi ở thể lỏng với nhiệt độ 150°C. Vì vậy, nếu bị rò rỉ, LPG sẽ tích tụ ở tầng thấp, những nơi kín gió, vùng trũng. Điều này cần được chú ý khi thiết kế hệ thống thông gió.
LPG có thể chuyển sang thể khí rất nhanh khi nhiệt độ >0°C hoặc khi áp suất giảm về mức khí quyển. Mức độ khuếch đại của LGP rất lớn, 1 lít LPG ở thể lỏng có thể giãn nở thành 250 lít khí. Điều này khiến LPG dễ tạo thành hỗn hợp khí cháy nổ rất nguy hiểm nếu không kiểm soát tốt. LPG có thể sinh nhiệt ở mức trên 1900°C khi bắt cháy, tạo ra khoảng 2.000 kcal năng lượng/kg nhiên liệu.
Ưu điểm và nhược điểm của LPG
Ưu điểm
- Nguồn năng lượng sạch: Các loại xe sử dụng LPG có thể giảm đến 93% lượng oxit carbon thải ra, 33% lượng oxit nitơ và đến 50% lượng hydrocarbon khi so sánh với động cơ xăng. Khi cháy, LPG cũng cháy hoàn toàn, ít muội than hơn than và dầu nên ít gây ô nhiễm không khí.
- Hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí: Nhiệt độ cháy của LPG cao giúp tăng hiệu suất nhiệt và tiết kiệm chi phí năng lượng. Ngoài ra, giá thành của LPG rẻ hơn ½ xăng và có xu hướng ổn định trong thời gian dài.
- Tiện lợi và an toàn: LGP có thể dễ vận chuyển bằng bình hoặc bồn chứa tiện lợi. Ngoài ra, chất liệu làm bình chứa LPG dày và chắc chắn hơn so với bình chứa xăng, dầu nên độ an toàn của LPG cũng cao hơn.
- Đa năng: LPG được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, có thể sử dụng trong hộ gia đình.
Nhược điểm
- Do khí LPG có trọng lượng lớn hơn không khí nên khi bị rò rỉ dễ gây cháy nổ, cần lắp các thiết bị cảnh báo rò rỉ gá, đặc biệt với môi trường kín.
- Khí LPG không màu, không mùi nên khó nhận biết sự tồn tại của nó hoặc các sự cố rò rỉ.
- LPG tồn tại ở nhiệt độ thường với áp suất cao nên cần bảo quản bằng áp suất cao, đòi hỏi các thiết bị chứa phải có độ bền cao.
- Việc cung cấp LPG phụ thuộc vào các trạm chiết nạp và hệ thống phân phối.
So sánh LPG với các nhiên liệu khác
| Nhiên liệu | Trạng thái | Ưu điểm | Nhược điểm |
| LPG | Hóa lỏng ở áp suất vừa phải | Dễ vận chuyển, phổ biến | Dễ cháy nổ nếu rò rỉ |
| CNG | Khí nén | Rất sạch, an toàn | Cần áp suất cao, ít trạm nạp |
| LNG | Khí hóa lỏng ở nhiệt độ rất thấp | Năng lượng cao, sạch | Chi phí lưu trữ đắt đỏ |
| Xăng/dầu | Lỏng | Sẵn có, tiện lợi | Gây ô nhiễm cao, không tái tạo |
Quy trình sản xuất LPG
Tinh chế từ khí tự nhiên & dầu mỏ
LPG được sản xuất từ khí tự nhiên hoặc trong quá trình chưng cất dầu thô. Ngay sau khi được khai thác, khí sẽ trải qua giai đoạn làm sạch để loại bỏ tạp chất không mong muốn như hơi nước, lưu huỳnh, và các hợp chất hydrocarbon.
Một số phương pháp xử lý phổ biến có thể kể đến như: Lắng tách cơ học, lọc bằng màng và một só phương pháp khác. Mục tiêu chính là đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của nguồn khí trước khi bước vào giai đoạn tách chiết.
Tách khí
Sau khi làm sạch, hỗn hợp khí sẽ được tách thành các thành phần riêng biệt, chủ yếu là Propan và Butan, hai thành phần chính tạo nên LPG.
Các công nghệ tách khí thường sử dụng:
- Phương pháp nén: Nén hỗn hợp khí để hóa lỏng và tách biệt từng thành phần.
- Phương pháp hấp thụ: Dùng dung môi hấp thụ chọn lọc để lấy từng loại khí ra.
- Phương pháp làm lạnh sâu: Làm lạnh hỗn hợp đến nhiệt độ cực thấp để hóa lỏng từng thành phần dựa trên điểm sôi khác nhau.
- Làm lạnh bằng giãn nở khí: Ứng dụng hiệu ứng nhiệt động khi khí giãn nở để hạ nhiệt và tách khí.
Kết quả thu được là các dòng khí propan và butan tinh khiết làm nguyên liệu cốt lõi cho LPG.
Pha trộn
Tùy vào mục đích sử dụng (gia đình, công nghiệp, giao thông…), propan và butan sẽ được pha trộn theo tỷ lệ nhất định để tạo ra LPG với các đặc tính phù hợp.
Một số tỷ lệ phổ biến bao gồm:
- 50:50 – thường dùng cho mục đích dân dụng ở vùng khí hậu ôn hòa.
- 40:60 hoặc 30:70 – thích hợp cho vùng lạnh hoặc mục đích công nghiệp cần nhiệt lượng cao.
Lưu trữ và phân phối
Sau khi hoàn thiện, LPG được hóa lỏng dưới áp suất cao và lưu trữ trong bình gas dân dụng, bồn chứa công nghiệp, hoặc xe bồn chuyên dụng. Cuối cùng, LPG sẽ được phân phối đến hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn, nhà máy, và cả phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu LPG.
Ứng dụng thực tế của LPG
Trong gia đình và thương mại
- Nấu ăn: LPG là nguồn nhiên liệu chính cho bếp gas trong các hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn, và các cơ sở dịch vụ ăn uống khác. LPG có thể vận hành bếp với công suất lớn một cách ổn định.
- Sưởi ấm: LPG được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà, nhà ở, và các cơ sở thương mại, đặc biệt là ở những khu vực không có hệ thống sưởi trung tâm.
- Cung cấp nước nóng: LPG được sử dụng trong các bình nước nóng gia đình
- LPG phổ biến tại vùng nông thôn, vùng chưa có điện ổn định
Trong công nghiệp
- Sản xuất: LPG được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như gạch men, gốm sứ, chế biến thực phẩm, luyện kim, và sản xuất thủy tinh.
- Lò nung và sấy: LPG cung cấp nhiệt độ cao và ổn định cho các lò nung công nghiệp.
- Cắt kim loại: LPG cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị cắt kim loại.
- Chế biến nông sản: LPG được sử dụng để sấy khô các loại nông sản như lúa, ngô, và các loại hạt.
- Sản xuất nhựa: LPG là nguyên liệu đầu vào để sản xuất các loại nhựa.
Trong giao thông
LPG được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông thay xăng, dầu để giảm khí thải, hạn chế ô nhiễm môi trường và giảm chi phí nhiên liệu.
LPG có thân thiện với môi trường không?
Khí LPG được coi là một nguồn năng lượng sạch hơn so với các nhiên liệu hóa thạch truyền thống như than đá, dầu mỏ. LPG thải ra lượng CO₂ ít hơn 33% so với than và 12% so với dầu. Ngoài ra, vì nó cháy sạch hơn nên gần như không để lại muội than đen (carbon đen), tác nhân lớn thứ 2 khiến cho trái đất nóng lên.
Nghiên cứu của Element Energy và các thí nghiệm thực hiện tại Millbrook Proving Ground cho thấy 10% ô tô và xe tải cỡ trung đến lớn chạy bằng xăng chuyển sang sử dụng nhiên liệu LPG sẽ tiết kiệm được 100 kt CO2 và xe taxi chạy bằng dầu diesel chuyển sang sử dụng động cơ LPG có thể giảm lượng khí thải nitơ oxit (NOx) hơn 90%. Điều này có nghĩa là LPG đã là một trong các giải pháp để giải quyết thách thức về ô nhiễm không khí.
LPG (khí dầu mỏ hóa lỏng) nổi bật với khả năng sinh nhiệt cao, thân thiện môi trường và dễ dàng vận chuyển. Với những ưu điểm này, LPG đang được ứng dụng rộng rãi trong thương mại, công nghiệp và cả lĩnh vực giao thông. Nếu bạn đang cần tư vấn lắp đặt hệ thống gas LPG an toàn, tiết kiệm, đừng ngần ngại liên hệ ngay với Meta Green Energy. Chúng tôi cam kết đồng hành cùng bạn với giải pháp năng lượng sạch tối ưu!
