Pembakaran metana

Metana adalah senyawa kimia gas dengan rumus kimia CH4. Ini adalah wakil paling sederhana dari alkana. Nama lain untuk kelompok senyawa organik: membatasi, jenuh atau hidrokarbon parafin. Mereka ditandai dengan memiliki ikatan tunggal antara atom karbon dalam molekul, dan semua valensi sisanya dari masing-masing atom karbon jenuh dengan atom hidrogen. Untuk alkana reaksi yang paling penting adalah pembakaran. Mereka membakar membentuk gas karbon dioksida dan uap air. Akibatnya, sejumlah besar energi kimia dirilis, yang diubah menjadi panas atau energi listrik. Metana adalah cairan yang mudah terbakar dan komponen utama gas alam, yang membuatnya menjadi bahan bakar yang menarik. Di jantung penggunaan yang lebih luas dari reaksi fosil alami adalah pembakaran metana. Karena dalam kondisi normal adalah gas, sulit untuk mengangkut jarak jauh dari sumber, sehingga sering pra-cair.

Proses pembakaran adalah reaksi antara metana dan oksigen, yaitu dalam oksidasi alkana sederhana. Ini menghasilkan karbon dioksida, air dan banyak energi. Pembakaran metana dapat dijelaskan oleh persamaan: CH4 [gas] + 2O2 [gas] → CO2 [gas] + 2H2O [uap] + 891 kJ. Artinya, satu molekul metana oleh reaksi dengan dua molekul oksigen membentuk molekul karbon dioksida dan dua molekul air. Ini melepaskan energi panas, yang sama dengan 891 kJ. Gas alam adalah bersih untuk membakar fosil sehingga batu bara, minyak dan bahan bakar lain yang lebih kompleks dalam komposisi. Oleh karena itu, selama pembakaran mereka memancarkan ke bahan kimia berbahaya udara yang berbeda. Sejak gas alam terutama terdiri dari metana (sekitar 95%), kemudian membakar hampir tidak menghasilkan produk sampingan atau bergantian mereka jauh lebih kecil daripada dalam kasus bahan bakar fosil lainnya.

Nilai kalor dari metana (55,7 kJ / g) lebih tinggi dari homolog, seperti etana (51,9 kJ / g), propana (50,35 kJ / g), butana (49,50 kJ / g), atau lainnya bahan bakar (kayu, batu bara, minyak tanah). Pembakaran metana menghasilkan lebih banyak energi. Untuk menyediakan satu tahun pijar 100 lampu W harus membakar operasi 260 kg kayu, dan 120 kg batu bara, minyak tanah atau 73,3 kg, 58 kg atau semua metana, yang sesuai dengan 78,8 m³ gas alam.

Alkana yang paling sederhana adalah sumber daya penting untuk pembangkit listrik. Hal ini terjadi dengan membakar sebagai bahan bakar boiler, menghasilkan uap yang mendorong turbin uap. Juga pembakaran metana digunakan untuk menghasilkan gas buang panas, yang energinya memungkinkan operasi dari turbin gas (pembakaran beroperasi sampai turbin atau turbin itu sendiri). Di banyak kota, metana disalurkan ke rumah-rumah untuk pemanasan domestik dan memasak. Dibandingkan dengan jenis lain dari bahan bakar hidrokarbon pembakaran gas alam memiliki evolusi yang lebih kecil dari karbon dioksida dan sejumlah besar panas yang dihasilkan.

Pembakaran metana digunakan untuk mencapai suhu tinggi dalam tungku dari berbagai industri kimia, untuk tanaman misalnya, besar-etilen. Gas alam dicampur dengan udara dipasok ke pembakar tungku pirolisis. Proses pembakaran menghasilkan gas buang dengan suhu tinggi (700-900 ° C). Mereka memanaskan pipa (terletak di dalam tungku) di mana campuran bahan baku diberi makan dengan uap (untuk mengurangi pembentukan kokas di tabung tungku). Di bawah aksi suhu tinggi, pluralitas reaksi kimia, yang akan menghasilkan komponen sasaran (etilen dan propilen) dan produk sampingan (resin Berat pirolisis, hidrogen dan metana fraksi, etana, propana, hidrokarbon, C4, C5, pyrocondensate, masing-masing dari mereka memiliki aplikasinya misalnya, pyrocondensate digunakan untuk memproduksi bensin atau motor bensin komponen).

Pembakaran metana adalah fenomena fisik-kimia yang kompleks berdasarkan reaksi redoks eksotermis, ditandai dengan laju alir tinggi dan melepaskan sejumlah besar panas, dan transfer panas dan proses perpindahan massa. Oleh karena itu, definisi desain suhu campuran pembakaran adalah tugas yang sulit, karena selain komposisi campuran bahan bakar sangat mempengaruhi tekanan dan suhu awal. Mereka mengamati peningkatan dari kenaikan suhu pembakaran dan perpindahan panas dan proses perpindahan massa berkontribusi untuk pengurangan. Metana suhu pembakaran dalam proses desain dan aparat produksi kimia ditentukan oleh perhitungan, dan instalasi yang ada (misalnya, dalam tungku pirolisis), diukur menggunakan termokopel.