Các ứng dụng của Metan

VnDoc xin giới thiệu bài Các ứng dụng của Metan được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Nêu các ứng dụng của metan?

Trả lời:

- Ứng dụng của metan:

+ Ứng dụng của metan để làm nhiên liệu

Nhờ khả năng sinh nhiệt cao nên metan là một nhiên liệu quan trọng được con người lựa chọn và sử dụng để sản xuất điện năng, cung cấp sưởi ấm hay nhiên liệu ô tô. So với than đá thì trên mỗi đơn vị nhiệt giải phóng mêtan khi bị đốt cháy sinh ra ít CO₂ hơn.

Ở nhiều nơi, mêtan vẫn được lắp đặt các hệ thống đường ống dẫn tới từng nhà để sưởi ấm và nấu ăn. Nó thường được biết tới với cái tên quen thuộc là khí thiên nhiên.

Vì hàm lượng khí mêtan trong khí mỏ có thể đạt đến nức 98%, nên nó có thể dùng để làm nhiên liệu cho các loại động cơ ôtô.

Tuy nhiên, khí mêtan than và các loại nhiên liệu dạng khí khác có mức năng lượng ở thể tích thấp. Trong điều kiện bình thường thì mức nhiệt lượng cháy của 1 lít khí mêtan than nằm khoảng 33-36 kJ. Mà nhiệt lượng thu được sau quá trình cháy của 1 lít xăng lại ở mức 31.400 kJ, tức là lớn hơn 1000 lần so với khí mêtan than.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu có thể khẳng định khí mêtan than có thể làm nhiên liệu động cơ ôtô hoặc ở dạng dạng nén hay hóa lỏng.

Các phân tích về nghiên cứu tính độc của ôtô chạy bằng khí đã cho thấy kết quả nếu thay nhiên liệu xăng bằng khí mêtan than. Thì thành phần khí độc thải (tính g/km) phát thải ra môi trường giảm đi nhiều lần: oxit cacbon 5-10 lần, hydrocarbon – 3 lần và nhóm khí that oxit nitơ – trong 1,5 -2,5 lần,…

+ Ứng dụng của metan với các nhà máy điện

Kinh nghiệm thực tế trên thế giới đã cho thấy việc sử dụng khí mêtan để làm nhiên liệu phối hợp với than trong các nhà máy điện rất hiệu quả. Nhờ đó, sẽ giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm không khí.

Là phương pháp hữu hiệu trong sản xuất nhiệt năng và điện năng. Cũng như một công nghệ mới sử dụng các thiết bị phát điện hỗn hợp trên nền động cơ piston khí để sản xuất phối hợp điện năng và nhiệt năng.

Dựa theo cơ sở động cơ cục bộ và của hệ thống thu nhiệt, khi đó năng lượng nước sẽ làm mát và khí thải được dùng để cấp nhiệt quay cho người tiêu dùng.

Các xí nghiệp mỏ nếu sử dụng cách này để bảo đảm được điện năng và năng lượng nhiệt thì giá thành trong khai thác than sẽ được giảm xuống đến 30% (phụ thuộc vào chi phí điện đến mức giá thành).

+ Trong động cơ khí metan dùng để làm gì, hiệu quả ra sao?

Việc sử dụng khí mêtan than trong sản xuất điện năng và nhiệt năng sẽ góp phần phát triển một loại động cơ mới có tên là động cơ Stirling trên thị trường thế giới.

Trước đây, khí mêtan than từng đã được dùng trong những động cơ đốt trong. Tuy nhiên những loại động cơ này đòi hỏi độ tinh khiết hay khí mêtan cần được làm sạch tốt. Để bảo đảm tỷ lệ nhất định về các thành phần khí, chúng cần bảo dưỡng thường xuyên và lắp đặt các bộ lọc phụ đáp ứng tuân theo các tiêu chuẩn về môi trường.

Động cơ Stirling là kiểu động cơ được cấp nhiệt từ nguồn bên ngoài nên khi so sánh với các động cơ đốt trong thì quá trình đốt của động cơ Stirling được thực hiện ở bên ngoài các xilanh công tác. Do đó, các động cơ Stirling phù hợp hơn nhiều so với công nghệ cũ sử dụng khí than.

Áp dụng các mô-đun điện kết hợp với các động cơ Stirling thì con người có thể được sử dụng trực tiếp khí mêtan than hay khí mỏ được truyền dẫn từ giếng khoan ra.

Ở Trung quốc người ta đã sử dụng động cơ Stirling chạy bằng khí metan và thực tế cho thấy lượng khí thải các oxit nitơ đã được cắt giảm đáng kể.

Động cơ Stirling trong máy phát điện rất hiệu quả khi chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu thành dạng điện năng hữu ích, kể cả nhiên liệu có mức nhiệt lượng rất thấp.

Các loại động cơ Stirling hiện đại có thể đạt mức hiệu suất điện trên 40%, và chu kỳ hỗn hợp phát điện với khả năng thu hồi nhiệt năng của khí thải đạt hiệu suất tổng cộng trên 90%.

+ Ứng dụng của metan trong công nghiệp

Metan khá “tích cực” trong các phản ứng hóa học ở nhiều dạng khác nhau: rắn, lỏng, khí. Trong các ngành công nghiệp hóa học, metan là nguyên liệu tạo ra một số chất như hydro, methanol, axit axetic và anhydrit axetic.

– CH₄ là nguyên liệu để điều chế ra H₂.

CH₄ + H₂O (t°, xt) → CO₂ + H₂

1. Khí metan ảnh hưởng đến sức khỏe con người ra sao?

+ Metan hoàn toàn độc. Nguy hiểm đối với sức khỏe là nó có thể gây bỏng nhiệt. Nó dễ cháy và có thể tác dụng với không khí tạo ra sản phẩm dễ cháy nổ. Mêtan hoạt động tốt đối với các chất ôxi hóa, halogen và một vài hợp chất của halogen.

+ Mêtan là một chất gây ngạt và có thể chiếm chỗ ôxy (trong không khí) trong điều kiện bình thường. Ngạt hơi có thể xảy ra nếu mật độ oxy hạ xuống dưới 18%.

2. Metan có ở đâu trong tự nhiên?

+ Tạo ra từ các khí thải của việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, hay cháy rừng.

+ CH₄ còn có trong quá trình sinh học như ở trong ruột của động vật, tiêu biểu là sự men hóa trong đường ruột, dạ dày của động vật nhai lại.

+ Tạo ra do sự phân hủy kị khí ở những nơi ao hồ, đầm lầy, trầm tích dưới đáy biển… Dưới hầm cầu chúng cũng xuất hiện vì sự lên men yếm khí.

+ CH₄ là một trong những thành phần chính của khí tự nhiên, đặc biệt là khí dầu mỏ, do đó mà chúng rất dễ bắt cháy.

+ CH₄ còn có nhiều ở trong những hang động, đá giếng sâu. Vì thế, không nên tuyệt đối tự ý đi xuống dưới giếng, hố sâu khi không được chuẩn bị kĩ càng.

-------------------------------

Ngoài Các ứng dụng của Metan đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.