LPG와 LNG의 차이점
LNG는 액화 천연 가스의 약자, Liquefied Natural Gas; 액화천연가스, 주성분은 메탄입니다.
LPG : 액화 석유 가스의 약자, Liquefied Petroleum Gas; 액화석유가스, 주성분은 프로판과 부탄입니다.
즉 LPG는 석유에서 뽑아내는 가스 이고, LNG는 바로 나오는 지하자원 중 하나입니다. 먼저 도시가스가 LNG와 구별됩니다. 우리나라의 경우 전국 거의 모든 지역에서 도시가스를 천연가스로 공급하고 있습니다.
화학에서 임계온도라는 것이 있습니다. 어떤 물질이 일정 온도 이상에서는 아무리 압력을 높여도 액화되지 않고 기체 상태로 밖에 존재하지 못하는데, 이 온도를 임계온도라 합니다. 일례로 물은 374℃를 넘으면 수증기 상태로 아무리 압축해도 물로 되지 않습니다.
메탄의 임계온도는 -82℃, 프로판의 임계온도는 97℃라는 것을 알게 되면 LNG와 LPG를 어떻게 해야 액화시켜 부피를 줄여 많은 양을 운송할 수 있을까 고민하게 됩니다.
프로판이 주성분인 LPG는 상온에서 약간의 압력만 가하면 (6-7kg/Cm²)액화되어 부피가 약 1/250로 줄어들어 간편하게 압력용기에 담아 운반할 수 있습니다. 물론 자동차의 LPG통에 담아 휘발유 대신 자동차 연료로도 쓰이고, 통만 배달하면 되니까 전국 각지 산속까지 연료로 널리 쓰입니다.
그런데, 메탄이 주성분인 LNG를 운송하기 쉽도록 액화시키려면 임계온도가 -82℃이다보니 상온에서는 아무리 압축을 하여도 액화되지 않습니다.(그러나 기체상태로 압축하여 상당히 부피를 줄여 압축 천연가스 (CNG)라 하여 무공해 버스 등에 시험적으로 운용되고 있습니다. 버스 뒷면에 CNG라는 표시가 되어 있음)
LNG는 천연가스를 대기압 하에서 -161℃까지 냉각시켜 액화시키는데, 부피가 1/600로 줄어듭니다. 이때 그 성분 중 대부분의 수증기나 부탄, 프로판 등이 제거되고 98% 순수 메탄 만 남게 됩니다.
부피가 많이 줄어들므로 바다를 건너 운반할 때 특별히 설계된 LNG선에서 냉각 액화시켜야 운송비를 줄일 수 있을 겁니다.
그렇지만 육지에서는 이러한 냉각설비를 각 가정마다 설치할 수는 없으니까 파이프로 배관하여 가스 상태로 도시가스라 하여 보내게 됩니다. 그러다 보니 대도시 등 일부지역만이 도시가스 배관이 계속 이어져 나가고 농촌 등에는 아직 배관이 안 되고 있는 겁니다.
LPG를 파이프로 하려면 배관비용이 더 들겠지요. 무엇보다 가스통에 액체 상태로 배달하는 것이 더 싸기 때문에 파이프배관을 안하는 겁니다.
참고로, 도시가스는 비중이 공기의 0.5~0.6배, LPG는 1.5~ 2.0배이므로, 도시가스는 누출 시 날아가기 쉬우나, LPG는 바닥에 고이게 되므로 폭발 시 위험이 커서 원래 무색무취지만 역겨운 냄새를 섞어서 누출 시 우리가 알 수 있도록 한답니다.
도기가스의 발열량은 10,500 kcal/h이며, LPG/AIR 믹싱가스의 발열량은 약 15,000 kcal/h 인 경우 (LPG 62%), 두 종류의 가스는 Wobbe Index 가 13,400 정도로 거의 일치하게 되며, 이때는 13A 가스로 분류되어 호환성을 갖게 됩니다.
호환성이 있는 두 가스는 버너를 그대로 같이 사용하여도 문제가 없습니다. 연소에 필요한 공기량도 두 가스 모두 거의 차이가 없으며, 대부분의 경우 그대로 사용하여도 됩니다.
그러나 과잉공기량은 1.2~1.5 정도로 버너의 성능에 따라 차이가 있습니다. 버너 제조업체의 사양에 따라서 필요한 과잉공기를 공급하는 것이 좋을 것 같습니다. 경우에 따라서는 버너가 너무 예민하게 설계되어 두 가스를 호환하여 사용할 경우 연소성에 차이가 생기는 경우도 간혹 있으니, 이 문제도 버너의 제조업체와 상의하는 것이 가장 좋을 것으로 보입니다.
LPG는 완전 연소하는데 사용되는 이론공기량은 LPG 1N㎥당 12.12N㎥의 공기가 필요하고, 실제 연소에서는 과잉공기가 필요하며 과잉공기율이 1.1 이므로 실제 필요한 공기량은 LPG 1N㎥의 당 13.33N㎥의 공기가 필요 합니다.
LNG는 완전 연소하는데 사용되는 이론공기량은 LNG 1N㎥당 10.5N㎥의 공기가 필요하고, 실제 연소에서는 과잉공기가 필요하며 과잉공기율이 1.1 이므로 실제 필요한 공기량은 LNG 1N㎥의 당 11.55N㎥의 공기가 필요 합니다.
LPG의 경우 발열량이 높으므로 사용 시 주의해야 합니다. LPG 발열량은 22,000kcal/N㎥ 이고 LNG 발열량은 9,500kcal/N㎥입니다.
받아 온 글입니다. www.sinsungplant.co.kr
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