Djegija e metanit

Metani është një kompleks kimik i gaztë me formulën kimike CH4. Ky është përfaqësuesi më i thjeshtë i alkaneve. Emra të tjerë për këtë grup të përbërjeve organike janë: hidrokarburet e ngopura, të ngopura ose parafine. Ato karakterizohen nga prania e një lidhjeje të thjeshtë midis atomeve të karbonit në molekulë dhe të gjitha vlerat e mbetura të secilit atom të karbonit janë të ngopura me atome hidrogjeni. Për alkanet, reagimi më i rëndësishëm është djegja. Ata djegin me formimin e dioksidit të karbonit dhe avullit të gaztë. Si rezultat, një sasi e madhe e energjisë kimike lirohet, e cila kthehet në ngrohje ose energji elektrike. Metani është një lëndë djegëse dhe një komponent i rëndësishëm i gazit natyror, gjë që e bën atë një karburanti tërheqës. Përdorimi i gjerë i fosileve natyrore bazohet në reagimin e metanit të djegur. Pasi që në kushte normale është një gaz, është e vështirë të transportohet në distanca të largëta nga burimi, kështu që shpesh është i lëngëzuar më parë.

Procesi i djegies konsiston në reagimin ndërmjet metanit dhe oksigjenit, domethënë në oksidimin e alkanit më të thjeshtë. Si rezultat, formohen dioksid karboni, ujë dhe shumë energji. Djegija e metanit mund të përshkruhet nga ekuacioni: CH4 [gaz] + 2O2 [gaz] → CO2 [gaz] + 2H2O [avull] + 891 kJ. Kjo është, një molekulë e metanit kur ndërveprojnë me dy molekula të oksigjenit formon një molekulë dioksidi të karbonit dhe dy molekula të ujit. Në këtë rast, energjia e nxehtësisë është e barabartë me 891 kJ. Gazi natyror është më i pastri për djegien e fosileve, pasi qymyri, nafta dhe lëndët djegëse të tjera janë më komplekse në përbërje. Prandaj, gjatë djegies, lëshojnë kimikate të ndryshme të dëmshme në ajër. Meqenëse gazi natyror përbëhet kryesisht nga metani (rreth 95%), djegia e saj prodhon pak ose aspak nënprodukte, ose është shumë më pak se në rastin e lëndëve djegëse të tjera fosile.

Vlera kalorifike e metanit (55.7 kJ / g) është më e lartë se homologët e tij, për shembull, etani (51.9 kJ / g), propan (50.35 kJ / g), butan (49.50 kJ / g) Llojet e karburantit (druri, qymyri, vajguri). Djegia e metanit jep më shumë energji. Për të siguruar që një llambë me 100 vat të digjet gjatë një viti, është e nevojshme të djegësh 260 kg dru, ose 120 kg qymyr, ose 73.3 kg vajguri ose vetëm 58 kg metani, që korrespondon me 78.8 m³ të gazit natyror.

Alkan thjeshta është një burim i rëndësishëm për gjenerimin e energjisë elektrike. Kjo është për shkak të djegies së tij si një lëndë djegëse me bojler që prodhon avull që drejton një turbinë me avull. Gjithashtu, djegia e metanit përdoret për të prodhuar gazra të nxehtë të zjarrit, energjia e së cilës siguron funksionimin e turbinës së gazit (djegja kryhet në turbinë ose në vetë turbinë). Në shumë qytete, metani ushqehet përmes tubave në shtëpi për ngrohje dhe gatim të brendshëm. Krahasuar me llojet e tjera të karburanteve të hidrokarbureve, djegia e gazit natyror karakterizohet nga një emision më i ulët i dioksidit të karbonit dhe një sasi më e madhe e nxehtësisë së prodhuar.

Djegija e metanit përdoret për të arritur temperaturat e larta në furrat e industrive të ndryshme kimike, për shembull, impiantet me kapacitet të lartë të etilenit. Gaz natyror i përzier me ajër futet në furrat e furrave të pirolizës. Gjatë djegies, formohen gaze të gripit me një temperaturë të lartë (700-900 ° C). Ata i ngrohin tubat (ato janë brenda furrës) në të cilën ushqehet një përzierje e lëndëve të para me avull uji (për të reduktuar formimin e koksit në gypat e furrës). Nën ndikimin e temperaturave të larta ndodhin shumë reaksione kimike, duke rezultuar në prodhimin e përbërësve të synuar (etilenit dhe propilenit) dhe nënprodukteve (fraksione të pirolizës të rënda, hidrogjen dhe metan, etan, propan, C4, C5, pirokondensat, secila me aplikimin e vet , Për shembull, pirokondensat përdoret për prodhimin e benzenit ose komponentëve të benzinës motorike).

Djegija e metanit është një fenomen fiziko-kimik kompleks i bazuar në një reaksion ekzotermik të reduktimit të oksidimit, i karakterizuar nga një shkallë e lartë e rrjedhjes dhe lirimi i një sasi të madhe të nxehtësisë, si dhe nga shkëmbimi i nxehtësisë dhe proceset e transferimit të masës. Prandaj, përcaktimi i llogaritur i temperaturës së djegies së përzierjes është një detyrë e ndërlikuar, pasi përveç përbërjes së përzierjes së karburantit, presioni i saj dhe temperatura fillestare janë ndikuar fuqimisht. Me rritjen e tyre, vërehet temperatura e djegies dhe shkëmbimet e nxehtësisë dhe proceset e shkëmbimit në masë kontribuojnë në rënien e tij. Temperatura e djegies së metanit në projektimin e proceseve dhe pajisjeve të prodhimit kimik përcaktohet me metodën e llogaritjes dhe në instalimet operative (për shembull, në furrat e pirolizës) matet me termoelemente.