Spalanie metanu

Metan gazowy związek chemiczny o wzorze chemicznym CH4. Jest to najprostszy przedstawiciel alkanów. Inne nazwy dla tej grupy związków organicznych: ograniczenie, nasycone lub parafinowe węglowodory. Charakteryzują się one poprzez pojedyncze wiązanie pomiędzy atomami węgla w cząsteczce, a pozostałe wartościowości każdy z atomów węgla jest nasycony atomami wodoru. Dla alkanów najważniejszą reakcją jest spalanie. spalić się, że tworzą gazowy dwutlenek węgla i parę wodną. W rezultacie, duża ilość uwolnionej energii chemicznej, która jest przekształcana na ciepło lub energię elektryczną. Metan jest łatwopalna ciecz i głównym składnikiem gazu ziemnego, co czyni go atrakcyjnym paliwem. W sercu szerszego wykorzystania naturalnej reakcji spalania paliw kopalnych jest metan. Ponieważ jest w warunkach normalnych jest gazem, to jest trudne do transportu na duże odległości od źródła, więc często jest to pre-skroplony.

Proces spalania jest reakcja pomiędzy metanu i tlenu, to znaczy w najprostszym alkanu utleniania. To wytwarza dwutlenek węgla, wodę i dużo energii. Spalanie metanu, może być opisany równaniem: CH4 [gaz] + 2O2 [gaz] → CO2 [gaz] + 2H2O [pary] + 891 kJ. Oznacza to, że jedna cząsteczka metanu w reakcji z dwoma cząsteczkami tlenu tworzy cząsteczki dwutlenku węgla i dwie cząsteczki wody. To uwalnia energię cieplną, która jest równa 891 kJ. Gaz ziemny jest czysty do spalania kopalnych tak jak węgiel, ropa naftowa i inne paliwa są bardziej złożone pod względem składu. W związku z tym, że podczas spalania wydzielają do powietrza różnych szkodliwych chemikaliów. Ponieważ gaz ziemny składa się głównie z metanu (około 95%), a następnie spalenie go prawie nie produkuje lub ich zwojów produkty uboczne są znacznie mniejsze niż w przypadku innych paliw kopalnych.

Wartość opałowa metanu (55,7 kJ / g) jest większa niż jego homologi, takie jak etan (51,9 kJ / g) propanu (50,35 kJ / g) butan (49,50 kJ / g) lub innego paliwa (drewno, węgiel, nafta). Spalanie metanu produkuje więcej energii. Przewidzieć lat żarowe żarówki 100 W światła należy spalić operację 260 kg drewna, i 120 kg węgla, nafta lub 73,3 kg, 58 kg, lub wszystkie z metanu, co odpowiada 78,8 mł gazu ziemnego.

Najprostszy alkan jest ważnym źródłem energii elektrycznej. Dzieje się tak poprzez spalenie go jako kotła na paliwo, wytwarzania pary, która napędza turbinę parową. Również spalania metanu jest stosowany do wytworzenia gorących gazów odlotowych, w których energia umożliwia pracę w turbinie gazowej (spalinowy pracuje do turbiny lub samej turbiny). W wielu miastach, metan jest rurami do domów do ogrzewania domów i gotowania. W porównaniu z innymi rodzajami paliwa węglowodorowego spalania gazu ziemnego mniejsze wydzielanie dwutlenku węgla i znaczną ilość wytworzonego ciepła.

Spalania metanu jest stosowany w celu osiągnięcia wysokich temperatur w piecach z różnych przemysłach chemicznych, jak na przykład rośliny, dużych etylenu. Gaz ziemny miesza się z powietrza do palnika pieca do pirolizy. Proces spalania wytwarza spaliny o wysokiej temperaturze (700-900 ° C). ogrzania że rura (znajdujący się w piecu), w którym mieszaninę surowca jest zasilany parą wodną (w celu ograniczenia tworzenia się koksu w rur piecowych). Pod działaniem wysokiej temperatury, wiele reakcji chemicznych, które dadzą składników docelowych (etylenu i propylenu), i uboczne (frakcje żywicy ciężki pirolizy, wodór i metan, etan, propan, węglowodory C4, C5, pyrocondensate, każda z nich ma swoje zastosowanie na przykład, stosuje się do wytwarzania pyrocondensate benzen lub benzyny silnikowej komponenty).

Spalania metanu jest złożonym zjawiskiem, fizyczno-chemiczne na podstawie wyniku egzotermicznej reakcji utleniania i redukcji, charakteryzuje się dużą szybkością przepływu i uwalniają ogromne ilości ciepła i odprowadzanie ciepła oraz procesy wymiany masy. Zatem definicja konstrukcja temperatura spalania mieszanina jest trudnym zadaniem, ponieważ oprócz składu mieszanki paliwowo silnie oddziaływać jego ciśnieniem i temperatury początkowej. zaobserwowano, że wzrost wzrost temperatury spalania i ciepła oraz procesy przenoszenia masy przyczyniają się do jej zmniejszania. Metan Temperatura spalania w procesie projektowania i wytwarzania aparatów chemicznych określone przez obliczenia i istniejących instalacji (na przykład, w piecu do pirolizy), mierzona jest za pomocą termopary.