Metan

Metan, któremu poświęcony jest niniejszy artykuł, to najprostszy węglowodór nasycony (alkan). Jego wzór sumaryczny (wzór chemiczny) to CH4 – cząsteczka metanu składa się z jednego atomu węgla i czterech atomów wodoru.

Znamy go jako bezwonny, lżejszy od powietrza, bezbarwny gaz (taką formę ma w temperaturze pokojowej), który doskonale się pali, oddając przy tym mnóstwo energii. Pali się ładnym, błękitnym płomieniem.

Dość powszechnie występuje w przyrodzie. Jest podstawowym składnikiem gazu ziemnego, który może go zawierać nawet ponad 95% (w przypadku gazu ziemnego tzw. wysokometanowego). Powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu biomasy przez bakterie (fermentacja metanowa). Ponieważ ten proces występuje m.in. na bagnach, metan znany jest również jako gaz błotny. Ponieważ wydziela się często w kopalniach węgla kamiennego, niekiedy określa się go mianem gazu kopalnianego. Kilka procent metanu znajdziemy też w gazie drzewnym.

Właściwości metanu

Metan doskonale się pali — łatwo i czysto. W przypadku spalania tego gazu w czystym tlenie w idealnych warunkach powstaje tylko i wyłącznie dwutlenek węgla (jedna cząsteczka) i para wodna (dwie cząsteczki). Spalanie w powietrzu w palnikach powoduje powstawanie również tlenków azotu, a niekiedy także tlenku węgla (w przypadku, gdy spalanie prowadzone jest przy niedoborze tlenu).

Dodać należy, że przy spalaniu metanu powstaje duża ilość ciepła!

Metan pali się takim właśnie, niebieskim płomieniem.
Spalanie gazu ziemnego w palniku domowej kuchenki.

Wykorzystanie metanu

Ponieważ jest łatwo dostępny, powszechnie wykorzystuje się go jako paliwo (do ogrzewania, napędu silników spalinowych, w dużej energetyce do napędu turbin gazowych i opalania kotłów), ale także jako surowiec do niektórych procesów chemicznych, na przykład do produkcji wodoru w procesie reformingu parowego, albo do produkcji amoniaku (metoda Habera i Bosch).

Metan (pod postacią gazu ziemnego) można wykorzystywać m.in. do napędu pojazdów, wymagane są do tego instalacje na CNG (sprężony gaz ziemny) lub LNG (skroplony gaz ziemny). W wielu polskich miastach od kilku lat jeżdżą autobusy z silnikami wysokoprężnymi, zasilane gazem ziemnym. Sam też kiedyś odwiedziłem linię produkcyjną ekologicznych autobusów Solaris. Technicznie rzecz ujmując, może być używany także jako świetne paliwo dla ogniw paliwowych, które mają znacznie wyższą sprawność zamiany energii chemicznej paliwa, niż silniki tłokowe.

Gaz z odmetanowania kopalń bywa wykorzystywany w energetyce jako zastępstwo dla węgla lub gazu ziemnego. Jego usuwanie z eksploatowanych pokładów węgla jest niezbędne dla bezpieczeństwa górników, dziwi więc, że nie jest wykorzystywany częściej.

Gaz ten powstaje również w oczyszczalniach ścieków i na składowiskach odpadów (gaz wysypiskowy). Odgazowywanie składowisk pozwala na uchwycenie tego gazu a spalenie do dwutlenku węgla zmniejsza jego wpływ na efekt cieplarniany. Jednocześnie uzyskana energia bywa używana do produkcji ciepła albo energii elektrycznej i ciepła (w skojarzeniu).

Wytwarzanie metanu

Naturalne źródła metanu stanowią przede wszystkim bakterie metanowe, które w procesie beztlenowej fermentacji metanowej wytwarzają mieszaninę metanu i dwutlenku węgla — tak zwany biogaz. Odbywa się to między innymi na bagnach. Proces ten wykorzystywany jest także w przemyśle, do zagospodarowania odpadów lub po prostu w celu wytworzenia tego cennego, palnego gazu z biomasy. Odbywa się to w instalacjach nazywanych biogazowniami.

Wbrew pozorom, nie jest to nic specjalnie trudnego, nie wymaga też dużych, drogich i skomplikowanych instalacji. Dowodzi tego poniższy film:

Mamy też tu w serwisie materiał, którego tematem są właśnie przydomowe biogazownie

Oprócz tego, jak już zostało wspomniane, metan wytwarzany jest w pokładach węgla kamiennego. Oczywiście metan można też otrzymywać sztucznie, między innymi poprzez:

  • syntezę z wodoru i CO2 w procesie Sabatier,
  • syntezę z wodoru i CO w procesie Fischera-Tropscha.

Niniejszy tekst pojawił się na blogu po raz pierwszy ponad 10 lat temu. Powyżej znajduje się już jego zaktualizowana i rozbudowana wersja.

Komentarzy do wpisu “Metan”: 3.

  1. Walus says:

    Dobry artykuł daje 6/6 bo tyle dostałem na tescie polecam i pozdrawiam.

  2. Pingback: Wykorzystanie holzgazu do zasilania samochodów

  3. Dobromir says:

    A o krówkach po koniczynce to nie wspomnieliście nie bąknę już o fasolce po bretońsku
    wbrew pozorom to są potężne ilości metanu i one a nie CO2 SĄ PROBLEMEM .
    CO2 TO POPROSTU WIELKA FISKALNA ŚCIEMA.Na miejscu tych cwaniaków pobierałbym
    opłaty klimatyczne od Pana Słońca, co wybuch na słońcu to go po kasie

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *