Ứng dụng của metan dùng để làm gì?

Nguyễn Thị Anh Thư

Metan là một hydrocacbon đơn giản nhất với công thức hóa học là CH4 được xếp vào dãy đồng đẳng ankan. Khi ở điều kiện tiêu chuẩn thì metan là dạng chất khí không màu, không mùi và không có vị. Là chất rất dễ cháy, bị hóa lỏng ở nhiệt độ -162 °C và hóa rắn ở -183 °C.

Metan nguyên chất thường không mùi như đã nói ở trên, nhưng khi ứng dụng metan trong công nghiệp thì thường sẽ được trộn chung với lượng nhỏ các hợp chất có chứa lưu huỳnh với mùi mạnh như etylmecaptan. Điều này được thực hiện để con người dễ phát hiện ra khí metan và xử lý kịp thời trong trường hợp nó bị rò rỉ.

Metan là thành phần chính của hỗn hợp khí tự nhiên, các khí dầu mỏ hay khí được phát sinh từ bùn ao đầm lầy. Nó còn là chất khí được tạo ra trong quá trình người ta chế biến dầu mỏ, hay công nghiệp chưng cất khí than đá. Ứng dụng của metan rất đa dạng nhưng chủ yếu vẫn là dùng 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,…

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).

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%.

Khí Mêtan hiện nay được ứng dụng trong nhiều phản ứng hóa công nghiệp khác nhau và được chuyên chở vận chuyển an toàn dưới dạng khí hóa lỏng. Trong hóa công nghiệp, mêtan là nguyên liệu chính để sản xuất ra các chất hydro, methanol, các loại axit axetic và anhydrit axetic.

– CH4 là nguyên liệu để điều chế ra H2.

CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2

– Là nguyên liệu chính để điều chế bột than và nhiều chất hóa học khác như metanol, anhydrit axetic hay axit axetic…

Metan là chất khí hoàn toàn độc và có nguy hiểm gây bỏng nhiệt và gây ngất nếu nồng độ oxy thấp hơn 18% ảnh hưởng xấu đến với sức khỏe con người. Bởi vì CH4 dễ cháy và có thể tác dụng với không khí để ra các sản phẩm dễ cháy nổ.

Ngoài ra khí mêtan hoạt động tốt đối với những chất oxi hoá, các halogen và một vài loại hợp chất của halogen.

Như vậy các bạn đã hiểu được ứng dụng của metan hay khí metan dùng để làm gì, nếu có câu hỏi nào liên quan đến chất khí này hay có nhu cầu mua khí metan thì vui lòng liên hệ qua hotline để được MIGCO hỗ trợ nhanh nhất nhé.