Verbrennung von Methan

Methan ist eine gasförmige Chemische Verbindung mit der chemischen Formel CH4. Dies ist der einfachste Vertreter der Alkane. Andere Namen für diese Gruppe von organischen verbindungen: Limit, gesättigte oder paraffinische Kohlenwasserstoffe. Sie zeichnen sich durch eine einfache Kommunikation zwischen den Kohlenstoffatomen im Molekül, und alle anderen Valenzen der einzelnen Kohlenstoffatome von Wasserstoffatomen gesättigt. Für Alkane die wichtigste Reaktion ist die Verbrennung. Sie brennen mit der Bildung von gasförmigen Kohlendioxid und Wasserdampf. Infolgedessen hebt sich die Menge der chemischen Energie, die verwandelt sich in Wärme oder elektrische Energie. Methan ist ein brennbares Substanz und der Hauptbestandteil von Erdgas, und das macht es zu einem attraktiven Brennstoff. In einer breiten Nutzung der natürlichen fossilen ist die Reaktion der Verbrennung von Methan. Da es unter Normalbedingungen ist das Gas, dann ist es schwer zu transportieren sind auf weite Strecken von der Quelle, so oft es vorher сжижают.

Der Prozess der Verbrennung besteht in der Reaktion zwischen Methan und Sauerstoff, D. H. bei der Oxidation des elementaren алкана. In der Folge bildet sich Kohlendioxid, Wasser und viel Energie. Die Verbrennung von Methan kann beschrieben werden durch die Gleichung: CH4 [Gas] + 2O2 [Gas] → CO2 [Gas] + 2H2O [Dampf] + 891 kJ. Das heißt, ein Molekül Methan bei der Interaktion mit zwei Molekülen Sauerstoff bildet ein Molekül Kohlendioxid, zwei Moleküle Wasser. Dadurch wird die thermische Energie von 891 kJ. Erdgas ist die sauberste für die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie Kohle, öl und andere Brennstoffe komplexere Zusammensetzung. Daher ist Sie bei der Verbrennung in die Luft emittieren eine Vielzahl von schädlichen Chemikalien. Da Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (etwa 95%), das bei seiner Verbrennung nahezu keine Bildung von Nebenprodukten oder Sie erhalten viel weniger als bei anderen fossilen Brennstoffen.

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Der Heizwert von Methan (55,7 kJ/G) höher als die seines homologen, Z. B. Ethan (51,9 kJ/G), Propan (50,35 kJ/G), Butan (49,50 kJ/G) oder anderen Brennstoffen (Holz, Kohle, Kerosin). Die Verbrennung von Methan gibt mehr Energie. Für die Gewährleistung der Arbeit im Laufe des Jahres Glühbirnen mit einer Leistung von 100 Watt brennen muss 260 kg Holz, oder 120 kg Kohle oder 73,3 kg Kerosin, oder nur 58 kg Methan, das entspricht 78,8 m³ Erdgas.

Die Einfachste Alkan ist eine wichtige Ressource für die Erzeugung von Strom. Dies geschieht durch die Verbrennung als Brennstoff Kessel erzeugt Dampf, der treibt eine Dampfturbine. Auch die Verbrennung von Methan wird verwendet, um die heißen Rauchgase, deren Energie ermöglicht den Betrieb der Gasturbine (die Verbrennung erfolgt vor der Turbine oder die Turbine). In vielen Städten Methan wird über Rohrleitungen in die Häuser für den Hausbrand und Kochen. Im Vergleich zu anderen Arten fossiler Brennstoffe die Verbrennung von Erdgas zeichnet sich durch geringeren Freisetzung von Kohlendioxid und vielen erhaltenen Wärme.

Die Verbrennung des Methans wird genutzt, um die hohen Temperaturen in den verschiedenen öfen der chemischen Produktionen, Z. B. Ethylen-grossräumige Installationen. Erdgas in Mischung mit Luft wird zu den Brennern der Backöfen Pyrolyse. Bei der Verbrennung entstehen Rauchgase mit hoher Temperatur (700ä900 °C). Sie Rohr erhitzt (im Backofen), wird die Mischung von Rohstoffen mit Wasserdampf (zur Verringerung der Bildung von Koks öfen in den Rohren). Unter dem Einfluß der hohen Temperaturen tritt eine Vielzahl von chemischen Reaktionen, in deren Folge erhalten zielkomponenten (Ethylen und Propylen) und Nebenprodukte (Harz schwere Pyrolyse, Wasserstoff-und Methan-Fraktion, Ethan, Propan, Kohlenwasserstoffe, C4, C5, пироконденсат; jeder von Ihnen hat seine Anwendung, Z. B. пироконденсат verwendet werden, um Komponenten Benzol oder Benzin).

Die Verbrennung von Methan ist ein komplexer physikalisch-chemischen Phänomen auf der Grundlage einer exothermen Redox-Reaktion, gekennzeichnet durch hohe Strömungsgeschwindigkeit und der Freisetzung von großen Mengen an Wärme sowie теплообменными und массообмеными Prozessen. Daher rechnerischen Bestimmung der Verbrennungstemperatur der Mischung ist eine schwierige Aufgabe, da außer der Zusammensetzung des brennbaren Gemisches stark wirken sich der Druck und Anfangstemperatur. Mit Zunehmender Erhöhung der Temperatur der Verbrennung und Wärmetauscher und массообменые Prozesse dazu beitragen, es zu verringern. Verbrennungstemperatur von Methan bei der Gestaltung der Prozesse und Apparate der chemischen Produktionen bestimmt Methode berechnet und in bestehenden Anlagen (Z. B. in Backöfen Pyrolyse) Sie Messen mit Hilfe von Thermoelementen.