Forbrænding af metan

Metan er et gasformigt kemikaliesammensat med kemisk formel CH4. Dette er den enkleste repræsentant for alkaner. Andre navne for denne gruppe af organiske forbindelser er: mættede, mættede eller paraffinske carbonhydrider. De er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​en simpel binding mellem carbonatomerne i molekylet, og alle andre valenser af hvert carbonatom er mættet med hydrogenatomer. For alkaner er den vigtigste reaktion forbrænding. De brænder med dannelsen af ​​gasformig carbondioxid og vanddamp. Som et resultat frigives en enorm mængde kemisk energi, som bliver til en termisk eller elektrisk. Metan er et brændbart stof og en stor bestanddel af naturgas, hvilket gør det til et attraktivt brændstof. Kernen i den udbredt anvendelse af naturlige fossiler er forbrændingsreaktionen af ​​metan. Da det under normale forhold er en gas, er det svært at transportere det til fjerne afstande fra kilden, så det er ofte tidligere flydende.

Forbrændingsprocessen består i reaktionen mellemmethan og ilt, det vil sige i oxidationen af ​​den enkleste alkan. Som følge heraf dannes kuldioxid, vand og meget energi. Forbrænding af methan kan beskrives ved ligningen: CH4 [gas] + 2O2 [gas] → CO2 [gas] + 2H2O [damp] + 891 kJ. Dvs. et molekyle af methan ved omsætning med to molekyler af ilt danner kuldioxid molekyle og to molekyler vand. I dette tilfælde er varmeenergien lig med 891 kJ. Naturgas er den reneste til brænding af fossiler, da kul, olie og andre brændstoffer er mere komplekse i sammensætningen. Derfor frigiver de under forskellige forbrændinger forskellige skadelige kemikalier i luften. Da naturgas hovedsagelig består af methan (ca. 95%), og derefter brænde det næppe producerer biprodukter eller deres sving er meget mindre end i tilfældet med andre fossile brændstoffer.

Metanens brændværdi (55,7 kJ / g)højere end dets homologer, såsom ethan (51,9 kJ / g), propan (50,35 kJ / g), butan (49,50 kJ / g), eller andre brændsler (træ, kul, petroleum). Brændende metan giver mere energi. At tilvejebringe et år Glødelampe 100 W pærer skal brænde drift 260 kg træ og 120 kg kul, petroleum eller 73,3 kg, 58 kg eller alle af methan, hvilket svarer til 78,8 kubikmeter naturgas.

Den enkleste alkan er en vigtig ressource formodtage elektricitet. Dette skyldes brændingen af ​​det som kedelbrændstof, der genererer damp, der driver en dampturbine. Også methan forbrænding anvendes til at producere varme røggasser, hvis energi muliggør drift af gasturbinen (forbrændingen opererer indtil møllen eller turbinen selv). I mange byer ledes metan gennem rør til huse til opvarmning og madlavning. Sammenlignet med andre typer af kulbrintebrændstoffer er naturgasforbrændingen kendetegnet ved en lavere kuldioxidemission og en større mængde produceret varme.

Brændende metan bruges til at opnåhøje temperaturer i ovne af forskellige kemiske produktioner, for eksempel store kapacitet ethylen installationer. Naturgas, der blandes med luft, føres ind i brænderne af pyrolysovne. Ved forbrænding dannes røggasser med en høj temperatur (700-900 ° C). De varme rør (placeret inden i ovnen), hvori råmaterialeblandingen tilføres damp (for at reducere koksdannelse i ovnrørene). Under påvirkning af høje temperaturer, flerheden af ​​kemiske reaktioner, som vil give de målkomponenterne (ethylen og propylen) og biprodukter (harpiks Heavy pyrolyse, hydrogen og methan fraktioner, ethan, propan, carbonhydrider, C4, C5, pyrocondensate; hver af dem har sin anvendelse for eksempel anvendes pyro-kondensat til fremstilling af benzen eller komponenter af motor benzin).

Brændende metan er en kompleks fysisk-kemiskfænomen på basis af en eksoterm oxidationsreduktionsreaktion karakteriseret ved en høj gennemstrømningshastighed og frigivelse af en enorm mængde varme såvel som ved varmeveksling og masseudvekslingsprocesser. Derfor er beregningen af ​​forbrændingstemperaturen i en blanding en kompleks opgave, da ud over sammensætningen af ​​brændstofblandingen er dets tryk og begyndelsestemperatur stærkt påvirket. Med deres stigning observeres en stigning i forbrændingstemperaturen, og varmeudveksling og masseudvekslingsprocesser bidrager til dens fald. Metanens forbrændingstemperatur ved konstruktionen af ​​processer og apparater til kemisk produktion bestemmes ved beregningsmetoden, og ved driftsinstallationer (for eksempel i pyrolyseovne) måles den med termoelementer.