الميثان هو مادة كيميائية غازيةمركب مع الصيغة الكيميائية CH4. هذا هو أبسط ممثل الألكانات. الأسماء الأخرى لهذه المجموعة من المركبات العضوية هي: هيدروكربونات مشبعة أو مشبعة أو برافينية. وهي تتميز بوجود رابطة بسيطة بين ذرات الكربون الموجودة في الجزيء ، وجميع الشدات الأخرى لكل ذرة كربون مشبعة بذرات هيدروجين. بالنسبة للألكانات ، فإن أهم تفاعل هو الاحتراق. يحرقون مع تشكيل ثاني أكسيد الكربون الغازي وبخار الماء. ونتيجة لذلك ، يتم تحرير كمية هائلة من الطاقة الكيميائية ، والتي تتحول إلى طاقة حرارية أو كهربائية. الميثان مادة قابلة للاشتعال ومكون رئيسي للغاز الطبيعي ، مما يجعله وقودًا جذابًا. في قلب الاستخدام الواسع للحفريات الطبيعية هو تفاعل احتراق الميثان. وبما أن الغاز الطبيعي في الظروف العادية ، فإنه يصعب نقله إلى مسافات بعيدة عن المصدر ، ولذلك غالباً ما يتم تسييله في السابق.
تتكون عملية الاحتراق في التفاعل بينالميثان والأكسجين ، وهذا هو ، في أكسدة أباهدة أبسط. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون والماء والكثير من الطاقة. يمكن وصف احتراق الميثان بالمعادلة: CH4 [gas] + 2O2 [gas] → CO2 [gas] + 2H2O [vapor] + 891 kJ. أي أن جزيء واحد من الميثان عند التفاعل مع جزيئين من الأكسجين يشكل جزيء ثاني أكسيد الكربون وجزيئين من الماء. في هذه الحالة ، تساوي الطاقة الحرارية 891 كيلو جول. الغاز الطبيعي هو الأنظف لحرق الأحافير ، حيث أن الفحم والنفط وأنواع الوقود الأخرى أكثر تعقيدًا في التركيب. لذلك ، أثناء الاحتراق ، فإنها تطلق العديد من المواد الكيميائية الضارة في الهواء. بما أن الغاز الطبيعي يتكون بشكل أساسي من الميثان (حوالي 95٪) ، فإن احتراقه ينتج عنه منتجات ثانوية قليلة أو معدومة ، أو أقل بكثير منه في حالة أنواع الوقود الأحفوري الأخرى.
القيمة الحرارية للميثان (55.7 كيلوجول / غرام)أعلى من المتماثلات، مثل الإيثان (51.9 كج / ز) والبروبان (50.35 كج / ز) والبيوتان (49.50 كج / ز)، أو أنواع أخرى من الوقود (الخشب والفحم والكيروسين). حرق غاز الميثان تنتج المزيد من الطاقة. لتوفير لمدة عام المتوهجة 100 المصابيح W ضوء يجب حرق العملية 260 كغم من الخشب، و 120 كيلوغرام من الفحم والكيروسين أو 73.3 كجم، 58 كجم أو كل من غاز الميثان، وهو ما يعادل 78.8 متر مكعب من الغاز الطبيعي.
أبسط هو ألكان مورد هام لاستقبال الكهرباء. ويرجع ذلك إلى احتراقها كوقود للمراجل ، مما يولد البخار ، الذي يقود التوربينات البخارية. أيضا ، يتم استخدام احتراق الميثان لإنتاج غازات المداخن الساخنة ، والتي تضمن طاقة تشغيل التوربين الغازي (يتم إجراء الاحتراق إلى التوربين أو في التوربين نفسه). في العديد من المدن ، يتم تغذية الميثان من خلال الأنابيب إلى المنازل للتدفئة المنزلية والطهي. بالمقارنة مع أنواع أخرى من الوقود الهيدروكربوني ، يتميز احتراق الغاز الطبيعي بانخفاض انبعاث ثاني أكسيد الكربون وكميات أكبر من الحرارة المنتجة.
يستخدم حرق الميثان لتحقيقهارتفاع درجات الحرارة في الأفران من مختلف الصناعات الكيميائية، لمحطات سبيل المثال، كبيرة الاثيلين. الغاز الطبيعي مختلطة مع الهواء الموردة إلى الشعلات من الفرن الانحلال الحراري. عملية الاحتراق تولد غازات المداخن مع ارتفاع في درجة الحرارة (700-900 درجة مئوية). يحموا الأنابيب (الموجود داخل الفرن) التي يتم تغذية خليط المواد الخام مع البخار (من أجل الحد من تشكيل فحم الكوك في أنابيب الفرن). في إطار العمل من درجات الحرارة العالية، وتعدد التفاعلات الكيميائية، والتي سوف تسفر عن مكونات الهدف (الاثيلين والبروبيلين) والمنتجات الثانوية (راتنج الانحلال الحراري الثقيلة والهيدروجين والميثان والكسور، الإيثان، البروبان، والهيدروكربونات، C4، C5، pyrocondensate، كل واحد منهم لديه تطبيقه على سبيل المثال، pyrocondensate المستخدمة لإنتاج البنزين أو وقود المحركات المكونات).
حرق الميثان هو مركب كيميائي فيزيائي معقدظاهرة بناء على رد فعل الأكسدة الطاردة للحرارة، وتتميز بمعدل تدفق عالية والافراج عن كمية هائلة من الحرارة، ونقل الحرارة وعمليات نقل جماعية. ولذلك، فإن تعريف تصميم درجة حرارة خليط الاحتراق هي مهمة صعبة، منذ بالإضافة إلى تكوين خليط الوقود تؤثر بقوة الضغط ودرجة الحرارة الأولية. لاحظوا زيادة ارتفاع درجة حرارة الاحتراق وانتقال الحرارة وعمليات نقل جماعية تسهم في الحد منه. الميثان درجة حرارة الاحتراق في عمليات التصميم وأجهزة الاستشعار لإنتاج المواد الكيميائية التي يحددها الحساب، والمنشآت القائمة (على سبيل المثال، في أفران الانحلال الحراري)، ويقاس ذلك باستخدام المزدوجات الحرارية.
