Combustie metan

Metanul este un compus chimic gazos cu formula chimică CH4. Acesta este cel mai simplu reprezentant al alcani. Alte nume pentru acest grup de compuși organici: limitarea, saturate sau hidrocarburi parafinice. Ele sunt caracterizate ca având o singură legătură între atomii de carbon în moleculă, și toate valențele rămase din fiecare dintre atomii de carbon sunt saturate cu atomi de hidrogen. Pentru alcani cea mai importantă reacție este arderea. Ele ard pentru a forma gaz de dioxid de carbon și vapori de apă. Ca urmare, o mare cantitate de energie chimică eliberată, care este transformată în energie termică sau electrică. Metanul este lichid inflamabil și componenta principală a gazelor naturale, care un combustibil atractivă. La centrul de utilizare mai largă a reacției fosil natural este combustia metan. Deoarece este în condiții normale este un gaz, este dificil de transportat pe distanțe lungi, de la sursa, asa ca este de multe ori de pre-lichefiat.

Procesul de ardere este reacția dintre metan și oxigen, adică în cea mai simplă oxidare alcan. Acest lucru produce dioxid de carbon, apă și o cantitate mare de energie. Arderea metan poate fi descrisă de ecuația: CH4 [gaz] + 2O2 [gaz] → CO2 [gaz] + 2H2O [abur] + 891 kJ. Asta este, o molecula de metan , prin reacția cu două molecule de oxigen formează o moleculă de dioxid de carbon și două molecule de apă. Aceasta eliberează energie termică, care este egală cu 891 kJ. Gazul natural este curat pentru fosile de ardere, astfel ca de cărbune, petrol și alți combustibili sunt mai complexe în compoziție. Prin urmare, în timpul arderii ei emit în aer diferite substanțe chimice nocive. Deoarece gazul natural compus în principal din metan (circa 95%), apoi arde cu greu produce produse secundare sau se transformă lor sunt mult mai mici decât în cazul altor combustibili fosili.

Valoarea calorică a metanului (55,7 kJ / g) este mai mare decât omologii săi, cum ar fi etan (51,9 kJ / g), propan (50,35 kJ / g), butan (49,50 kJ / g) sau alte combustibili (lemn, cărbune, kerosen). Arderea metan produce mai multă energie. Pentru a asigura un an incandescentă 100 becuri W trebuie să ardă funcțiune 260 kg de lemn, și 120 kg de cărbune, kerosen sau 73,3 kg, 58 kg sau toate metan, care corespunde cu 78,8 m³ de gaze naturale.

Cel mai simplu aleanul este o resursă importantă pentru generarea de energie electrică. Acest lucru are loc prin ardere ca cazan combustibil, generatoare de abur care antrenează o turbină cu abur. De asemenea , arderea de metan este utilizat pentru a produce gaze de ardere fierbinți, a căror energie permite funcționarea turbinei cu gaz (ardere care funcționează până la turbina sau turbina in sine). În multe orașe, metan prin conductă în locuințe pentru încălzirea locuințelor și de gătit. Comparativ cu alte tipuri de combustibil de hidrocarburi care ard gaze naturale are o evoluție mai mică de dioxid de carbon și o mare cantitate de căldură generată.

Arderea de metan este utilizat pentru a atinge temperaturi ridicate în cuptoarele de diferite industrii chimice, de exemplu, plantele, mari de etilenă. Gazele naturale în amestec cu aerul furnizat arzătoarele cuptorului de piroliză. Procesul de ardere generează gaze de ardere, cu temperatură ridicată (700-900 ° C). Încălzesc țeavă (situată în interiorul cuptorului) , în care amestecul de materii prime este alimentat cu abur (în scopul de a reduce formarea de cocs în tuburi de furnal). Sub acțiunea temperaturilor ridicate, multitudinea de reacții chimice, care va produce componentele țintă (etilenă și propilenă) și produse secundare (fracțiuni de rășină de piroliză grele, hidrogen și metan, etan, propan, hidrocarburi, C4, C5, pyrocondensate, fiecare dintre ele are aplicarea ei de exemplu, pyrocondensate utilizate pentru producerea de componente benzen sau benzină cu motor).

Arderea de metan este un fenomen fizico-chimic complex bazat pe o reacție redox exotermă, caracterizat printr-un debit ridicat și eliberare cantitate enormă de căldură și de transfer de căldură și a proceselor de transfer de masă. Prin urmare, definiția de proiectare temperatura ardere a amestecului este o sarcină dificilă, deoarece, în plus față de compoziția amestecului combustibil influențează puternic presiunea și temperatură inițială. Ei au observat o creștere de creștere a temperaturii de ardere și transfer de căldură și a proceselor de transfer de masă contribuie la reducerea acesteia. Metanul temperaturii de ardere în procesele de proiectare și aparate pentru fabricarea produselor chimice determinată prin calcul, iar instalațiile existente (de exemplu, în cuptoarele de piroliză), se măsoară cu ajutorul termocuplurilor.