Изгаряне на метан

Метанът е газообразно веществосъединение с химична формула CH4. Това е най-простият представител на алканите. Други имена за тази група органични съединения са: наситени, наситени или парафинови въглеводороди. Те се характеризират с наличието на проста връзка между въглеродните атоми в молекулата и всички останали валенции на всеки въглероден атом са наситени с водородни атоми. За алканите най-важната реакция е изгарянето. Те горят с образуването на газообразен въглероден диоксид и водни пари. В резултат на това се освобождава огромно количество химическа енергия, което се превръща в термична или електрическа. Метанът е запалимо вещество и основен компонент на природния газ, което го прави привлекателно гориво. В основата на широкото използване на природни вкаменелости е реакцията на изгаряне на метан. Тъй като при нормални условия е газ, е трудно да се транспортира до отдалечени разстояния от източника, така че той често е бил преди това втечнен.

Процесът на изгаряне се състои в реакцията междуметан и кислород, т.е. при окисляването на най-простия алкан. В резултат на това се образуват въглероден диоксид, вода и много енергия. Изгарянето на метан може да се опише чрез следното уравнение: CH4 [газ] + 202 [газ] → CO2 [газ] + 2H2O [парна] + 891 kJ. Това означава, че една молекула метан, когато взаимодейства с две кислородни молекули, образува молекула въглероден диоксид и две молекули вода. В този случай топлинната енергия е равна на 891 kJ. Природният газ е най-чистият за изгаряне на вкаменелости, тъй като въглищата, петрола и другите горива са по-сложни в състава. Поради това, по време на горенето те отделят различни вредни химикали във въздуха. Тъй като природният газ се състои главно от метан (около 95%), неговият изгаряне води до малко или никакви странични продукти или много по-малко, отколкото в случая на други изкопаеми горива.

Калорийната стойност на метана (55.7 kJ / g)по-висока от неговите хомолози, такива като етан (51.9 кДж / г), пропан (50.35 кДж / г), бутан (49.50 кДж / г), или други горива (дърва, въглища, керосин). Изгарянето метан произвежда повече енергия. Да се ​​предвиди година лампи 100 W крушки трябва да изгори операция 260 кг на дърво, и 120 кг въглища, керосин или 73,3 кг, 58 кг или всички от метан, което съответства на 78.8 куб.м. природен газ.

Най-простият алкан е важен ресурсполучаващи електроенергия. Това се случва чрез изгаряне като котелно гориво, производство на пара, която задвижва парна турбина. Също изгарянето на метан се използва за производство на горещи димни газове, чиято енергия позволява работа на газовата турбина (горене оперира до турбината или самата турбина). В много градове, метан свирката в домове за битово отопление и готвене. В сравнение с други видове въглеводородно гориво изгаряне на природен газ има по-малък отделяне на въглероден диоксид и голямо количество генерира топлина.

Използва се за изгаряне на метанвисоки температури в пещи на различни химическата промишленост, например, големи етиленови инсталации. Природен газ, смесен с въздух, се подава в горелките на пиролизни пещи. Процесът на горене генерира димни газове с висока температура (700-900 ° С). Те топлинна тръба (намира се в пещта), в която суровина смес се захранва с пара (за да се намали образуването на кокс в тръбите на пещта). Под действието на високи температури, множеството от химични реакции, което ще доведе до целевите компоненти (етилен и пропилей) и странични продукти (смола Heavy пиролиза, водород и метан фракции, етан, пропан, въглеводороди, С4, С5, pyrocondensate; всеки от тях има прилагане например, pyrocondensate използва за получаване на бензол или моторно бензинови компоненти).

Изгарянето на метан е комплексен физико-химичен продуктявление въз основа на екзотермична реакция на окисление-редукция, характеризираща се с висока скорост на потока и освобождаване на огромно количество топлина, както и чрез топлообменни и масообменни процеси. Следователно изчисляването на температурата на изгаряне на сместа е сложна задача, тъй като в допълнение към състава на горивната смес, нейното налягане и начална температура са силно повлияни. При тяхното нарастване се наблюдава повишаване на температурата на горене, а процесите на топлообмен и обмен на маса допринасят за намаляването му. Температурата на изгаряне на метана при проектирането на процесите и апаратите за химическо производство се определя от метода на изчисление, а при работещи инсталации (например в пиролизни пещи) се измерва с термодвойки.