La combustion du méthane

Le méthane est un composé chimique gazeux avec la formule chimique CH4. Ceci est le représentant des alcanes plus simple. D'autres noms pour ce groupe de composés organiques: limiter, saturés ou des hydrocarbures paraffiniques. Ils sont caractérisés par une liaison simple entre les atomes de carbone dans la molécule, et tous les valences restantes de chacun des atomes de carbone sont saturées par des atomes d'hydrogène. Pour alcanes réaction, le plus important est la combustion. Ils brûlent pour former du gaz de dioxyde de carbone et la vapeur d'eau. En conséquence, une énorme quantité d'énergie chimique libérée, qui est transformée en chaleur ou de l'énergie électrique. Le méthane est liquide inflammable et le composant principal du gaz naturel, ce qui en fait un carburant intéressant. Au cœur d'une utilisation plus large de la réaction fossile naturelle est la combustion du méthane. Comme il est dans des conditions normales est un gaz, il est difficile de transporter sur de longues distances de la source, il est donc souvent pré-liquéfié.

Le processus de combustion est la réaction entre le méthane et l'oxygène, à savoir dans l'oxydation d'alcane simple. Ce produit du dioxyde de carbone, l' eau et beaucoup d'énergie. La combustion du méthane peut être décrit par l'équation: CH4 [gaz] + 2O2 [gaz] → CO2 [gaz] + 2H2O [vapeur] + 891 kJ. Autrement dit, une molécule de méthane par réaction avec deux molécules d'oxygène forme une molécule de dioxyde de carbone et de deux molécules d'eau. Cela libère l' énergie thermique, qui est égale à 891 kJ. Le gaz naturel est le propre de la combustion fossile de sorte que le charbon, le pétrole et d'autres combustibles sont plus complexes dans la composition. Par conséquent, lors de la combustion, ils émettent dans l'air différents produits chimiques nocifs. Étant donné que le gaz naturel composé principalement de méthane (environ 95%), puis le brûler produit à peine des sous-produits ou leurs tours sont beaucoup plus petits que dans le cas d'autres combustibles fossiles.

La valeur calorifique du méthane (55,7 kJ / g) est supérieure à ses homologues, tels que l'éthane (51,9 kJ / g), propane (50,35 kJ / g), le butane (49,50 kJ / g), ou d'un autre combustibles (bois, charbon, pétrole). La combustion du méthane produit plus d'énergie. De prévoir une année à incandescence 100 ampoules W doit brûler opération 260 kg de bois, et 120 kg de charbon, de pétrole ou de 73,3 kg, 58 kg ou la totalité du méthane, ce qui correspond à 78,8 m³ de gaz naturel.

Le alcane simple est une ressource importante pour la production d'électricité. Cela se produit par la combustion en tant que chaudière à combustible, générant de la vapeur qui entraîne une turbine à vapeur. En outre la combustion du méthane est utilisé pour produire des gaz de combustion chauds, dont l' énergie permet le fonctionnement de la turbine à gaz (combustion fonctionnant jusqu'à ce que la turbine ou de la turbine elle – même). Dans de nombreuses villes, le méthane est canalisée dans les foyers pour le chauffage domestique et la cuisine. Par rapport aux autres types de brûler un combustible hydrocarboné gaz naturel a un plus petit dégagement de dioxyde de carbone et d'une grande quantité de chaleur générée.

La combustion du méthane est utilisé pour atteindre des températures élevées dans les fours de diverses industries chimiques, par exemple, les plantes de grande éthylène. Le gaz naturel mélangé à l'air fourni aux brûleurs du four de pyrolyse. Le processus de combustion génère des gaz de combustion à température élevée (700-900 ° C). Ils caloduc (situé à l' intérieur du four) , dans lequel le mélange de matières premières est alimentée en vapeur d' eau (afin de réduire la formation de coke dans les tubes du four). Sous l'action de températures élevées, la pluralité de réactions chimiques, ce qui donnera les composants cibles (éthylène et propylène) et les sous-produits (résine pyrolyse lourd, de l'hydrogène et des fractions méthane, l'éthane, le propane, les hydrocarbures, C4, C5, pyrocondensate; chacun d'eux a son application par exemple, pyrocondensate utilisé pour produire des composants de benzène ou de l'essence à moteur).

La combustion du méthane est un phénomène physico-chimique complexe basé sur une réaction d'oxydo-réduction exothermique, caractérisée par un débit élevé et la libération énorme quantité de chaleur, et le transfert de chaleur et les processus de transfert de masse. Par conséquent, la température de combustion du mélange de définition de la conception est une tâche difficile, car en plus de la composition du mélange de carburant influencera fortement sa pression et sa température initiale. Ils ont observé une augmentation de l'élévation de la température de combustion et le transfert de chaleur et les processus de transfert de masse contribuent à sa réduction. la température de combustion du méthane dans les processus de conception et de dispositifs de production de produits chimiques déterminés par calcul, et les installations existantes (par exemple dans les fours de pyrolyse), il est mesuré à l'aide de thermocouples.