Metan Combustion

Metan je plynná chemická sloučenina s chemickým vzorcem CH4. Jedná se o nejjednodušší zástupce alkany. Další názvy pro tuto skupinu organických sloučenin: omezující, nasycené nebo parafinových uhlovodíků. Jsou charakteristické tím, že má jednoduchou vazbu mezi uhlíkovými atomy v molekule, a všechny zbývající valence každý z atomů uhlíku jsou nasyceny atomy vodíku. Pro alkany nejdůležitější reakce je spalování. Hoří za vzniku plynného oxidu uhličitého a vodní páry. V důsledku toho, obrovské množství uvolněného chemické energie, který se přemění na teplo nebo elektrickou energii. Metan je hořlavá kapalina a hlavní složkou zemního plynu, který se atraktivní paliva činí. V srdci širšího využití zemního fosilních reakce je spalování methanu. Vzhledem k tomu, že je za normálních podmínek je plyn, je obtížné přepravovat na velké vzdálenosti od zdroje, takže je často pre-zkapalněný.

Spalovací proces je reakce mezi metan a kyslík, to znamená v nejjednodušším alkanu oxidaci. Tím vzniká oxid uhličitý, vodu a spoustu energie. Spalování methanu lze popsat rovnicí: CH4 [plyn] + 2O2 [plyn] → CO2 [plyn] + 2H2O [pára] + 891 kJ. To znamená, že jedna molekula metanu reakcí se dvěma molekulami kyslíku tvoří molekuly oxidu uhličitého a dvěma molekulami vody. Tím se uvolní tepelná energie, která se 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. Stanovit rok žárovka 100 W žárovek musí hořet operaci 260 kg dřeva, a 120 kg uhlí, petrolej nebo 73,3 kg, 58 kg nebo všechny z metanu, což odpovídá 78,8 m³ zemního plynu.

Nejjednodušší alkan je důležitým zdrojem pro výrobu elektřiny. K tomu dochází při spalování jako kotle paliva, výrobu páry, která pohání parní turbínu. Rovněž spalování methanu se používá k výrobě horkých spalin, jejichž energie umožňuje provoz plynové turbíny (spalovací létá do turbíny nebo samotný turbíny). V mnoha městech, metan se vede do domovů pro domácí vytápění a vaření pokrmů. Ve srovnání s jinými typy uhlovodíkového paliva, spalující zemní plyn má menší vývoj oxidu uhličitého a velké množství generovaného tepla.

Spalování methanu se používá k dosažení vysokých teplot v pecích různých chemickém průmyslu, například velké-zařízení na výrobu ethylenu. Zemní plyn mísí se vzduchem přivádí do hořáků pyrolýzní pece. Spalovací proces vytváří spaliny s vysokou teplotou (700-900 ° C). Jejich teplo trubku (umístěné v peci), ve které je směs surovin napájenou parou (za účelem snížení tvorby koksu v trubkách pece). Působením vysokých teplot, množství chemických reakcí, které se získá cílové složky (ethylenu a propylenu) a vedlejší produkty (pryskyřice těžký pyrolýzní, vodíku a methanu frakce, ethan, propan, uhlovodíky, C4, C5, pyrocondensate, každý z nich 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.