Metaani Combustion

Metaani on kaasumainen kemiallinen yhdiste, jonka kemiallinen kaava CH4. Tämä on yksinkertaisin edustaja alkaaneja. Muita nimiä tälle orgaanisten yhdisteiden ryhmästä: rajoitetaan, tyydyttynyt tai parafiinisia hiilivetyjä. Niille on ominaista, että niillä on yksi ainoa sidos välillä hiiliatomia molekyylissä, ja kaikki jäljellä olevat valenssit kunkin hiiliatomit ovat tyydyttyneitä vetyatomeilla. Sillä alkaanit tärkein reaktio on polttava. Ne palavat muodostaen hiilidioksidikaasua ja vesihöyryä. Tämän seurauksena on valtava määrä vapautuu kemiallinen energia, joka muunnetaan lämmöksi tai sähköenergiaksi. Metaani on syttyvä neste ja tärkein osa maakaasun, mikä tekee siitä houkuttelevan polttoainetta. Ytimessä laajemman käytön luonnon fossiilisten reaktio on metaani palaminen. Koska se on normaalioloissa on kaasu, on vaikea kuljettaa pitkiä matkoja lähteestä, joten se on usein valmiiksi nesteytetyn.

Palamisprosessin on välinen reaktio metaanin ja hapen, eli yksinkertaisin aikaani hapettumista. Tämä tuottaa hiilidioksidia, vettä ja paljon energiaa. Metaanin polttoon voidaan kuvata yhtälöllä: CH4 [kaasu] + 2O2 [kaasu] → CO2 [kaasu] + 2H2O [höyry] + 891 kJ. Eli yhden molekyylin metaani reaktiolla kahden molekyylin happea muodostaa molekyylin hiilidioksidia ja kaksi vesimolekyyliä. Tämä vapauttaa lämpöenergiaa, joka on yhtä kuin 891 kJ. Maakaasu on puhdas fossiilisten niin hiilen, öljyn ja muiden polttoaineiden ovat monimutkaisempia koostumus. Siksi poltossa ne päästävät ilmaan erilaisia haitallisia kemikaaleja. Koska maakaasu, joka koostuu pääasiassa metaanista (noin 95%), sitten polttamalla se tuskin tuottaa sivutuotteita tai niiden käännökset ovat paljon pienempiä kuin tapauksessa muiden fossiilisten polttoaineiden.

Lämpöarvon metaania (55,7 kJ / g) on suurempi kuin sen homologit, kuten etaania (51,9 kJ / g), propaania (50,35 kJ / g), butaani (49,50 kJ / g), tai muita polttoaineita (puu, hiili, kerosiini). Palava metaani tuottaa enemmän energiaa. Säätää vuoden Hehkulamppu 100 W lamppujen täytyy palaa toiminta 260 kg puuta, ja 120 kg hiiltä, kerosiinia tai 73,3 kg, 58 kg tai kaikki metaania, joka vastaa 78,8 kuutiometriä maakaasua.

Yksinkertaisin alkaani on tärkeä resurssi sähköntuotannossa. Tämä tapahtuu polttamalla se polttoaineena kattilan, höyryn joka käyttää höyryturbiinin. Myös metaani palaminen käytetään tuottamaan kuumien savukaasujen, joiden energia mahdollistaa toiminnan kaasuturbiinin (palaminen toimimasta, kunnes turbiinin tai turbiini itse). Monissa kaupungeissa, metaania johdetaan koteihin kotitalouksien lämmitykseen ja ruoanlaittoon. Verrattuna muihin hiilivetypolttoaineen maakaasun polttaminen on pienempi hiilidioksidin kehittyminen ja suuri määrä tuotettu lämpö.

Metaanin polttoon saavuttamiseksi käytetään korkeita lämpötiloja uunien eri kemianteollisuudessa, esimerkiksi suuren eteeni kasveja. Maakaasun sekoitetaan ilmaa syötetään polttimiin pyrolyysiuunin. Palamisprosessin syntyy savukaasuja, joilla on korkea lämpötila (700-900 ° C). Ne lämmittävät putki (joka sijaitsee uunin), jossa raaka-aineseos syötetään höyryä (vähentämiseksi koksin muodostumista uunin putkissa). Vaikutuksen alaisena korkeita lämpötiloja, useiden kemiallisten reaktioiden, joka tuottaa kohde-komponenttien (eteeni ja propeeni) ja sivutuotteiden (hartsi Heavy pyrolyysi, vetyä ja metaania jakeet, etaani, propaani, hiilivedyt, C4, C5, pyrocondensate, joista kukin on sen soveltaminen esimerkiksi, pyrocondensate käytetään bentseenin tai moottoribensiinin komponenttien).

Metaanin polttoon on monimutkainen fysikaalis-kemiallinen ilmiö perustuu eksotermisen redox-reaktion, tunnettu siitä, että suurella virtausnopeudella ja vapauttaa valtavan määrän lämpöä, ja lämmönsiirto ja massan siirto prosesseja. Sen vuoksi suunnittelu määritelmä seos palamislämpötila on vaikea tehtävä, koska sen lisäksi, että koostumus polttoaineseoksen voimakkaasti vaikuttaa sen paine ja alkulämpötilan. He havaitsivat lisäystä poltto- lämpötilan nousun ja lämmönsiirron ja massan siirto prosessit vaikuttavat sen vähentämiseen. Metaanin palamisen lämpötila suunnitteluun prosessien ja laitteet kemiallisen tuotannon määrittää laskennallisesti, ja olemassa olevien laitosten (esimerkiksi siinä pyrolyysiuunien), se on mitataan käyttäen termopareja.