Metan gaz halinde bir kimyasaldırkimyasal formülü CH4 olan bileşik. Alkanların en kolay temsilcisi budur. Bu organik bileşik grubu için diğer isimler doymuş, doymuş veya parafinik hidrokarbonlardır. Moleküldeki karbon atomları arasında basit bir bağ bulunması ve her karbon atomunun diğer tüm değerlerinin hidrojen atomları ile doymuş olması ile karakterize edilirler. Alkanlar için en önemli reaksiyon yanmadır. Gaz halinde karbondioksit ve su buharı oluşturmak için yanarlar. Sonuç olarak, ısıya veya elektriğe dönüştürülen çok miktarda kimyasal enerji açığa çıkar. Metan yanıcı bir maddedir ve doğal gazın ana bileşenidir; bu da onu çekici bir yakıt yapar. Doğal minerallerin yaygın kullanımının temeli metan yanma reaksiyonudur. Normal şartlar altında bir gaz olduğu için, kaynaktan uzun mesafelerde taşınması zordur, bu nedenle sık sık sıvılaştırılır.
Yanma işlemi arasındaki reaksiyondan oluşur.metan ve oksijen, yani en basit alkanın oksidasyonundadır. Sonuçta karbondioksit, su ve çok fazla enerji var. Metanın yanması şu denklem ile tanımlanabilir: CH4 [gaz] + 2O2 [gaz] → CO2 [gaz] + 2H2O [buhar] + 891 kJ. Yani, iki oksijen molekülü ile etkileşime girdiğinde bir metan molekülü bir karbon dioksit molekülü ve iki su molekülü oluşturur. Aynı zamanda, 891 kJ'ye eşit termal enerji açığa çıkar. Kömür, petrol ve diğer yakıtlar bileşimde daha karmaşık olduğundan doğal gaz, yanma için en temiz fosildir. Bu nedenle, yandığında, havaya çeşitli zararlı kimyasallar bırakırlar. Doğal gaz esas olarak metan (yaklaşık% 95 oranında) içerdiğinden, yakılarak pratik olarak herhangi bir yan ürün üretmez veya diğer fosil yakıt türlerinde olduğundan çok daha az sonuç çıkar.
Metanın kalorifik değeri (55.7 kJ / g)homologlarından daha yüksek, örneğin etan (51.9 kJ / g), propan (50.35 kJ / g), bütan (49.50 kJ / g) veya diğer yakıt türlerinden (ahşap, kömür, kerosen). Metan yakma daha fazla enerji verir. 100 W akkor ampulün bir yıl boyunca çalışmasını sağlamak için, 260,8 odun veya 120 kg kömür veya 73,3 kg kerosen veya sadece 58 kg metan yakılmalıdır, bu da 78,8 m natural doğal gaza karşılık gelir.
En basit alkan, için önemli bir kaynaktırelektrik almak Bunun sebebi, buhar türbini tahrik eden buhar üreten kazan yakıt olarak yakılmasıdır. Ayrıca, metan yanması, enerjisini gaz türbininin çalışmasını sağlayan sıcak yanma gazları üretmek için kullanılır (yanma, türbinden önce veya türbinin kendisinde gerçekleşir). Birçok şehirde, metan iç ısıtma ve yemek pişirmek için evlere yerleştirilir. Diğer hidrokarbon yakıt türleri ile karşılaştırıldığında, doğal gaz yanması, daha az karbon dioksit emisyonu ve yüksek miktarda ısı üretilmesi ile karakterize edilir.
Metan yakma elde etmek için kullanılırörneğin büyük kapasiteli etilen tesisleri gibi çeşitli kimya endüstrilerindeki fırınlarda yüksek sıcaklıklar. Piroliz fırınlarının brülörlerine hava ile karışan doğal gaz verilir. Yanma sürecinde yüksek sıcaklığa (700–900 ° C) sahip baca gazları oluşur. İçinde buhar bulunan ham madde karışımının bulunduğu (fırın borularında kok oluşumunu azaltmak için) boruları ısıtırlar. Yüksek sıcaklıkların etkisi altında, birçok kimyasal reaksiyon meydana gelir ve hedef bileşenlerin (etilen ve propilen) ve yan ürünlerin (ağır piroliz reçinesi, hidrojen ve metan fraksiyonları, etan, propan, C4, C5 hidrokarbonlar, pirokondensat) üretilmesine neden olur Örneğin, pirokondensat benzen veya benzin bileşenleri üretmek için kullanılır).
Metan yakma karmaşık bir fiziksel ve kimyasaldıryüksek bir akış hızı ve muazzam miktarda ısı salınımının yanı sıra, ısı değişimi ve kütle transfer işlemleri ile karakterize edilen bir ekzotermik redoks reaksiyonuna dayanan bir fenomen. Bu nedenle, karışımın yanma sıcaklığının hesaplanmış olarak belirlenmesi zor bir iştir, çünkü yanıcı karışımın bileşimine ek olarak basıncı ve başlangıç sıcaklığı kuvvetli bir şekilde etkilemektedir. Bunların artmasıyla birlikte, yanma sıcaklığında bir artış gözlenir ve ısı değişimi ve kütle transferi işlemleri azalmasına katkıda bulunur. Metananın kimyasal üretim proseslerinin ve aparatlarının tasarımındaki yanma sıcaklığı hesaplama yöntemiyle belirlenir ve mevcut tesislerde (örneğin piroliz fırınlarında) termokupllar kullanılarak ölçülür.
