Đốt metan

Mêtan là một hợp chất hóa học khí với công thức hóa học CH4. Đây là đại diện đơn giản nhất của ankan. Các tên khác cho nhóm này của các hợp chất hữu cơ: hạn chế, no hoặc hydrocacbon paraffin. Chúng được đặc trưng bằng việc có một liên kết đơn giữa các nguyên tử cacbon trong phân tử, và tất cả các valences còn lại của mỗi người trong số các nguyên tử carbon được bão hòa bởi các nguyên tử hydro. Đối với ankan phản ứng quan trọng nhất là việc đốt. Họ đốt để tạo thành khí carbon dioxide và hơi nước. Kết quả là, một số lượng khổng lồ năng lượng hóa học phát hành, mà được chuyển thành nhiệt hoặc năng lượng điện. Mêtan là chất lỏng dễ cháy và các thành phần chính của khí thiên nhiên, mà làm cho nó một nguồn năng lượng hấp dẫn. Tại trung tâm của sử dụng rộng rãi phản ứng hóa thạch tự nhiên là mêtan đốt. Vì nó là trong điều kiện bình thường là một chất khí, rất khó để vận chuyển trên một khoảng cách dài từ nguồn, vì vậy nó thường là trước khi hóa lỏng.

Quá trình đốt là phản ứng giữa metan và oxy, ví dụ: trong quá trình oxy hóa ankan đơn giản nhất. Điều này tạo ra carbon dioxide, nước và rất nhiều năng lượng. Đốt mêtan có thể được mô tả bởi phương trình: CH4 [khí] + 2O2 [khí] → CO2 [khí] + 2H2O [hơi] + 891 kJ. Đó là, một phân tử metan bằng phản ứng với hai phân tử oxy tạo thành một phân tử carbon dioxide và hai phân tử nước. Giải thoát cho năng lượng nhiệt, tương đương với 891 kJ. Khí thiên nhiên là sạch cho đốt hóa thạch như vậy là than, dầu và nhiên liệu khác phức tạp hơn trong thành phần. Do đó, trong quá trình đốt họ thải vào khí hóa chất độc hại khác nhau. Kể từ khí thiên nhiên chủ yếu gồm metan (khoảng 95%), sau đó đốt nó hầu như không sản xuất các sản phẩm phụ hoặc lượt của họ có kích thước nhỏ hơn nhiều so với trong trường hợp của nhiên liệu hóa thạch khác.

Giá trị nhiệt khí mêtan (55,7 kJ / g) cao hơn tương đồng của nó, chẳng hạn như etan (51,9 kJ / g), propan (50,35 kJ / g), butan (49.50 kJ / g), hoặc khác nhiên liệu (gỗ, than đá, dầu hỏa). Đốt mêtan tạo ra nhiều năng lượng hơn. Để cung cấp cho một năm sợi đốt 100 bóng đèn W ánh sáng phải ghi hoạt động 260 kg gỗ, và 120 kg than đá, dầu hỏa hoặc 73,3 kg, 58 kg hoặc toàn bộ metan, tương ứng với 78,8 m³ khí đốt tự nhiên.

Các ankan đơn giản nhất là một nguồn lực quan trọng để sản xuất điện. Điều này xảy ra bằng cách đốt nó như nồi hơi nhiên liệu, tạo ra hơi nước mà ổ đĩa một tuabin hơi nước. Ngoài ra đốt mêtan được sử dụng để sản xuất các loại khí thải nóng, mà năng lượng cho phép hoạt động của tuabin khí (đốt hoạt động cho đến khi tuabin hoặc tuabin chính nó). Ở nhiều thành phố, metan được đường ống vào nhà để sưởi ấm trong nước và nấu ăn. So với các loại nhiên liệu hydrocarbon đốt khí tự nhiên có một quá trình tiến hóa nhỏ carbon dioxide và một lượng lớn nhiệt sinh ra.

Đốt mêtan được sử dụng để đạt được nhiệt độ cao trong lò của ngành công nghiệp hóa học khác nhau, cho các nhà máy dụ, lớn ethylene. Khí tự nhiên trộn lẫn với không khí cung cấp cho các ổ ghi của lò nhiệt phân. Quá trình đốt tạo ra khí thải có nhiệt độ cao (700-900 ° C). Họ nhiệt ống (nằm trong lò), trong đó hỗn hợp nguyên liệu được nuôi dưỡng bằng hơi nước (để giảm sự hình thành than cốc trong các ống lò). Dưới tác động của nhiệt độ cao, đa số phản ứng hóa học, trong đó sẽ mang lại những thành phần mục tiêu (ethylene và propylene) và các sản phẩm phụ (nhựa nhiệt phân nặng, hydro và metan phân số, etan, propan, hydrocacbon, C4, C5, pyrocondensate; mỗi người trong số họ có ứng dụng của nó ví dụ, pyrocondensate sử dụng để sản xuất benzen hoặc xăng động cơ các thành phần).

Đốt mêtan là một hiện tượng vật lý-hóa học phức tạp dựa trên một phản ứng oxi hóa khử tỏa nhiệt, đặc trưng bởi tốc độ dòng chảy cao và giải phóng lượng nhiệt lớn, và truyền nhiệt và quá trình chuyển giao hàng loạt. Do đó, định nghĩa thiết kế nhiệt độ hỗn hợp đốt là một nhiệm vụ khó khăn, vì ngoài các thành phần của hỗn hợp nhiên liệu ảnh hưởng mạnh mẽ áp lực của nó và nhiệt độ ban đầu. Họ quan sát thấy sự gia tăng của nhiệt độ tăng đốt và truyền nhiệt và các quá trình chuyển khối lượng góp phần làm giảm nó. Methane nhiệt độ đốt trong quá trình thiết kế và bộ máy sản xuất hóa chất xác định bằng cách tính toán, và các cài đặt hiện có (ví dụ, trong lò nhiệt phân), nó được đo bằng cặp nhiệt điện.