甲烷燃燒

甲烷是具有化學式CH 4的氣態化合物。 這是烷烴的最簡單的代表。 限制性的，飽和或鏈烷烴：此基團的有機化合物的其它名稱。 它們的特徵在於在分子中具有碳原子之間的單鍵，並且每個碳原子的所有剩餘價被氫原子飽和的。 對於烷烴中最重要的反應是燃燒。 他們燃燒以形成二氧化碳氣體和水蒸汽。 其結果是，巨大釋放的化學能量的量，其被轉換成熱能或電能。 甲烷是易燃液體和天然氣的主要成分，這使得它有吸引力的燃料。 在廣泛使用的天然礦物反應的心臟是甲烷燃燒。 由於它是在正常條件下是氣體，因此難以在從源長距離輸送，所以它往往是預液化。

燃燒過程是在最簡單的烷烴氧化甲烷和氧氣，即之間的反應。 這產生 二氧化碳， 水和大量的能量。 甲烷的燃燒可通過以下公式來描述：CH 4 [氣體] + 2O 2 [氣體]→CO2 [氣體] + 2H 2 O [蒸汽] + 891千焦耳。 即，通過與氧的兩分子反應的甲烷中的一個分子形成的分子的二氧化碳和兩個水分子。 這釋放 熱能， 其等於891千焦耳。 天然氣是清潔燃燒化石使煤，石油等燃料在組成更加複雜。 因此，在燃燒過程中它們發射到空氣中不同的有害化學物質。 由於主要由甲烷（約95％）的天然氣，然後燃燒幾乎不副產物或它們的匝產生比在其它化石燃料的情況下要小得多。

甲烷的熱值（55.7千焦/克）比它的同系物，如乙烷（51.9千焦/克），丙烷（50.35千焦/克），丁烷（49.50千焦/克），或其它高級燃料（木材，煤炭，煤油）。 燃燒甲烷產生更多的能量。 為了提供一年白熾燈100瓦燈泡必須燒操作260千克的木材，和120千克煤，煤油或73.3公斤，58千克或全部甲烷，其對應於天然氣的78.8立方米。

最簡單的烷烴是用於發電的重要資源。 這通過它燃燒作為燃料的鍋爐，產生蒸汽驅動蒸汽渦輪機。 也甲烷燃燒被用於產生熱煙道氣，其能量使操作 燃氣渦輪機的 （燃燒，直到渦輪機或渦輪機本身進行操作）。 在許多城市，甲烷管道進入家庭的家庭取暖和烹飪。 與其它類型的烴類燃料的燃燒天然氣具有二氧化碳的較小進化和大量產生的熱量的比較。

甲烷的燃燒被用於實現各種化學工業爐高的溫度，例如，大乙烯植物。 與空氣混合的天然氣供給到熱解爐的燃燒器。 燃燒過程產生具有高溫（700-900℃）廢氣。 它們在加熱，其與進料原料的混合物管（位於爐子內） 的蒸汽 （為了減少在爐管的焦炭形成）。 在高溫下的動作中，所述多個化學反應的，這將得到目標組分（乙烯和丙烯）和副產物（樹脂重熱解，氫和甲烷的餾分，乙烷，丙烷，烴，C4，C5，pyrocondensate;他們每個人都有其應用例如，pyrocondensate用於生產苯或馬達汽油組分）。

甲烷的燃燒是基於放熱氧化還原反應的複合物的物理化學現象，其特徵在於高流速和釋放的熱量大量，和傳熱和傳質過程。 因此，設計定義混合物的燃燒溫度是困難的任務，因為除了燃料混合物的組成強烈影響其壓力和初始溫度。 他們觀察到燃燒溫度上升，傳熱和傳質過程的增加有助於其還原。 在設計過程中的甲烷燃燒溫度和裝置通過計算確定化工生產，和現有裝置（例如，在熱解爐中），它是使用熱電偶測量。