Spalování methanu

Metan je plynná chemická sloučenina s chemickým vzorcem CH4. Jedná se o nejjednodušší zástupce alkanů. Jiné názvy této skupiny organických sloučenin jsou: nasycené, nasycené nebo parafinické uhlovodíky. Jsou charakterizovány přítomností jednoduché vazby mezi atomy uhlíku v molekule a všechny ostatní valence každého atomu uhlíku jsou nasyceny atomy vodíku. Pro alkany je nejdůležitější reakcí spalování. Spalují se vytvářením plynného oxidu uhličitého a vodní páry. Výsledkem je uvolnění velkého množství chemické energie, která se změní na tepelnou nebo elektrickou energii. Metan je hořlavá látka a hlavní složka zemního plynu, což z něj činí atraktivní palivo. V srdci rozšířeného využití přirozené fosílie je reakce spalování methanu. Vzhledem k tomu, že za normálních podmínek je plyn, je obtížné je přepravovat na vzdálené vzdálenosti od zdroje, takže je často předtím zkapalněný.

Spalovací proces spočívá v reakci mezi metanem a kyslíkem, tj. Oxidací nejjednoduššího alkánu. V důsledku toho a oxid uhličitý, voda a spousta energie. Spalování methanu může být popsáno rovnicí: CH4 [plyn] + 202 [plyn] → CO2 [plyn] + 2H2O [par] + 891 kJ. To znamená, že jedna molekula methanu při interakci se dvěma molekulami kyslíku tvoří molekulu oxid uhličitý a dvě molekuly vody. Současně, tepelná energie, rovná 891 kJ. Zemní plyn je čistý pro spalování fosilních tak jako uhlí, ropy a dalších paliv jsou složitější v kompozici. Proto se v průběhu spalování se vypouštějí do ovzduší různých škodlivých chemikálií. Jelikož je zemní plyn složený převážně z methanu (95%), poté vypalování téměř produkuje vedlejší produkty nebo jejich závity jsou mnohem menší než v případě jiných fosilních paliv.

Výhřevnost methanu (55,7 kJ / g) je vyšší než jeho homologů, jako jsou například ethan (51,9 kJ / g), propan (50,35 kJ / g), butan (49,50 kJ / g), nebo jiné paliva (dřevo, uhlí, petrolej). Hořící metan produkuje více energie. Pro zajištění po dobu jednoho roku punčošky 100 W žárovky musí spálit operaci 260 kg dřeva, a 120 kg uhlí, petrolej nebo 73,3 kg, 58 kg nebo všechny z metanu, což odpovídá 78,8 msup3- zemní plyn.

Nejjednodušší alkán je důležitým zdrojem pro výrobu elektřiny. To je způsobeno jeho spálením jako palivového kotle, generujícího páru, která pohání parní turbínu. Spalování methanu se také používá k produkci horkých kouřových plynů, jejichž energie zajišťuje práci plynová turbína (spalování se provádí na turbíně nebo v samotné turbíně). V mnoha městech je metan přiváděn potrubím do domů pro vytápění a vaření domácností. Ve srovnání s jinými typy uhlovodíkových paliv je spalování zemního plynu charakterizováno nižší emisí oxidu uhličitého a větším množstvím vyrobeného tepla.

Spalování metanu se používá k dosažení vysokých teplot v pecích různých chemických průmyslových odvětví, např. Velkokapacitních elektráren. Zemní plyn smíchaný se vzduchem je přiváděn do hořáků pyrolýzních pecí. Během spalování se vytvářejí spaliny s vysokou teplotou (700-900 ° C). Ohřívají potrubí (umístěné uvnitř pece), do kterých je přiváděna směs surovin vodní páry (Pro snížení tvorby koksu v trubkách pece). Působením vysokých teplot, množství chemických reakcí, které se získá cílové složky (ethylenu a propylenu) a vedlejších produktů (pryskyřice těžký pyrolýzní, vodíku a methanu frakce, ethan, propan, uhlovodíky, C4, C5, pirokondensat- každý má své uplatnění například pyrocondensate používá k výrobě benzenu nebo motorového benzinu složky).

Spalování metanu je složitý fyzikálně-chemické jev založený na exotermní redox reakce, vyznačující se vysokou rychlostí průtoku a uvolnění obrovské množství tepla, a přenos tepla a hmoty procesy přenosu. Proto se definice konstrukce spalovací teplota směsi je obtížný úkol, protože kromě složení palivové směsi silně ovlivňují jeho tlak a počáteční teplotu. Pozorovali nárůst zvýšení teploty spalování a přenosu tepla a hmoty procesů přenosu přispět k jeho snížení. Metan teplota spalování v konstrukčních postupů a přístrojů chemická výroba stanovit výpočtem a stávající zařízení (např., V pyrolýzních pecích), je měřena pomocí termočlánků.