Combustión do metano

O metano é un composto químico gasoso coa fórmula química CH4. Este é o representante máis simple de alcanos. Outros nomes para este grupo de compostos orgánicos: limitativo, saturado ou hidrocarburos parafínicos. Eles caracterízanse por teren unha conexión simple entre os átomos de carbono na molécula, e todas as restantes valores de cada un dos átomos de carbono están saturadas por átomos de hidróxeno. Para alcanos a reacción máis importante é a queima. Eles queimar para formar gas de dióxido de carbono e vapor de auga. Como resultado, unha gran cantidade de enerxía química en liberdade, a cal é convertida en calor ou electricidade. O metano é líquido inflamable eo principal compoñente do gas natural, o que o fai un combustible atractivo. No centro dunha utilización máis ampla de reacción fósil natural é combustión do metano. Xa que é en condicións normais é un gas, é difícil para o transporte a longas distancias da fonte, polo que é moitas veces vista licuado.

O proceso de combustión é a reacción entre o metano e osíxeno, é dicir, do xeito máis sinxelo oxidación alcano. Isto produce dióxido de carbono, auga e unha gran cantidade de enerxía. A combustión de metano pode ser descrita pola ecuación: CH4 [gas] + 2O2 [gas] → CO2 [gas] + 2H2O [vapor] + 891 kJ. Isto é, unha molécula de metano por reacción con dúas moléculas de osíxeno forma unha molécula de dióxido de carbono e dúas moléculas de auga. Isto libera enerxía térmica, que é igual a 891 kJ. O gas natural é o limpo para queima de fósiles así como o carbón, petróleo e outros combustibles son máis complexas na súa composición. Por conseguinte, durante a combustión emiten ao aire diferentes produtos químicos nocivos. Desde o gas natural composto principalmente de metano (preto de 95%), seguida queima-lo dificilmente produce subprodutos ou as súas voltas son moito menores que no caso doutros combustibles fósiles.

O valor calorífico de metano (55,7 kJ / g) é maior que os seus homólogos, como etano (51,9 kJ / g), propano (50,35 kJ / g), butano (49,50 kJ / g), ou outra combustibles (madeira, carbón, queroseno). Queima de metano produce máis enerxía. Para prever un ano incandescente de 100 W lámpadas de luz debe queimar operación 260 kg de madeira, e 120 kg de carbón, queroseno ou 73,3 kg, 58 kg ou todos de metano, o que corresponde a 78,8 metros cúbicos de gas natural.

O alcano máis simple é un recurso importante para a xeración de electricidade. Isto é pola queima-la como caldeira de combustible, xerando vapor que acciona unha turbina de vapor. Ademais, a combustión do metano é usado para producir gases de combustión quentes, cuxa enerxía permite o funcionamento da turbina de gas (de combustión a operar ata a turbina ou a propia turbina). En moitas cidades, o metano é canalizada para casas para calefacción doméstico e cociñar. En comparación con outros tipos de combustible de hidrocarburo de queima de gas natural ten unha evolución menor de dióxido de carbono e unha gran cantidade de calor xerada.

A combustión do metano é utilizado para alcanzar altas temperaturas en fornos de varias industrias químicas, por exemplo, plantas, grandes-etileno. O gas natural mesturado co aire subministrado aos queimadores do forno de pirólise. O proceso de combustión xera gases de combustión con temperatura elevada (700-900 ° C). Eles quentan tubo (situado dentro do forno), en que mestura de materia prima é alimentada con vapor (a fin de reducir a formación de coque nos tubos do forno). Baixo a acción de temperaturas elevadas, a pluralidade de reaccións químicas, que pode producir os compoñentes de destino (de etileno e propileno) e derivados (fraccións resina de pirólise pesado, de hidróxeno e de metano, etano, propano, hidrocarburos, C4, C5, pyrocondensate; cada unha delas ten a súa aplicación por exemplo, pyrocondensate usadas para producir benceno ou compoñentes gasolina para motores).

A combustión do metano é un fenómeno físico-química complexa en base a unha reacción redox exotérmica, caracterizado por unha taxa de fluxo elevada e liberar gran cantidade de calor, e procesos de transferencia de calor e transferencia de masa. Polo tanto, a temperatura da mestura de combustión definición deseño é unha tarefa difícil, xa que ademais da composición da mestura de combustible inflúen fortemente a súa presión e temperatura inicial. Eles observaron un aumento de aumento da temperatura de combustión e transferencia de calor e procesos de transferencia de masa contribuír á súa redución. Metano temperatura de combustión nos procesos de deseño e aparellos de produción química determinada por cálculo, e as instalacións existentes (por exemplo, nos fornos de pirólise), que é medida mediante termopares.