Получение метана (биогаза) методом анаэробной переработки сырья и производство этилового технического спирта путем сбраживания при участии дрожжей - два главных примера биологических технологий, которые могут использоваться для получения более высококачественного топлива из растений.
Получение метана, а) Получают метан в лаборатории взаимодействием уксуснокислого натрия с натронной известью.
Существуют как природные, так и человеческие источники выбросов метана. Основными природными источниками являются водно-болотные угодья, термиты и океаны. Природные источники создают 36% выбросов метана. Источниками людских ресурсов являются полигоны и животноводство. Но самым важным источником является производство, транспортировка и использование ископаемого топлива.
За последние 150 лет уровни метана более чем удвоились. Это связано с деятельностью человека, как использование ископаемого топлива и интенсивное земледелие. До промышленной революции естественные раковины сохраняли уровень метана в безопасном диапазоне.
Получение метана из уксуснокислого натрия затруднено тем, что реакция эта идет медленно и для заполнения целого газометра учитель потратит много времени. Поэтому в тех школах, где имеется газ, целесообразно использовать его для демонстрации на уроках химии. Природный газ содержит более 90 % метана. Для удаления следов непредельных соединений природный газ пропускают через раствор перманганата калия. На место газовой горелки присоединяют стеклянную газоотводную трубку, которую соединяют с промывной склянкой, заполненной раствором перманганата калия. Газом, выходящим из промывной склянки1, заполняют газометр.
Выбросы метана: человеческие источники
Люди создают выбросы метана намного быстрее, чем Земля может их удалить. Который увеличил глобальные уровни метана. С промышленной революции уровень метана стал намного выше. Настолько, что теперь они в 5 раз больше. С промышленной революции человеческие источники выбросов метана росли. Добыча ископаемого топлива и интенсивное животноводство привели к увеличению уровня метана. Вместе эти два источника отвечают за 60% всех выбросов метана человека. Другие источники включают свалки и отходы, сжигание биомассы, рисовое земледелие, а также биотопливо.
Хотя получение метана и углерода в процессе пиролиза угле-водоров теоретически возможно, промышленных установок такого типа нет.
Однако получение метана в большом масштабе может быть осуществлено только каталитическим путем. Если водяной газ, который содержит больше водорода, чем окиси углерода, пропускать под давлением 100 - 150 am и температуре 400 - 450 над катализатором, состоящим из железных стружек с нанесенным на их поверхность углекислым калием, то наряду с, водным слоем получается еще маслообразный продукт - синтол. Этот продукт является смесью алифатических спиртов, альдегидов, кетонов и жирных кислот и может находить себе применение как моторное топливо.
Добыча, распределение и использование ископаемого топлива
Самый большой источник - это производство, распределение и сжигание ископаемого топлива. Это создает 33% выбросов метана человека. Выбросы метана производятся везде, где есть ископаемое топливо. Он выпускается всякий раз, когда ископаемое топливо извлекается из земли. Будь то природный газ, уголь или нефть. Больше метана выделяется при любом типе обработки, транспортировки или переработки ископаемого топлива. Наконец, при сжигании ископаемого топлива также образуется некоторый метан.
Для получения метана, помимо никелевых катализаторов, используются платиновые и рубидиевые катализаторы, которые не нужно предварительно восстанавливать или пассивировать перед работой. Они также не становятся пирофорными в процессе использования, и их не нужно пассивировать перед выгрузкой из реактора. Эти катализаторы целесообразно пытаться использовать в тех случаях, когда стоимость оборудования для восстановления и стабилизации не оправдывает затрат.
На соискание степени бакалавра по направлению
Используя ископаемое топливо, вы вносите вклад в важнейший источник выбросов метана. Добыча, распределение и использование ископаемого топлива составляет 110 миллионов тонн метана в год. Большая часть выбросов метана вызвана природным газом. Метан является основным компонентом природного газа. Таким образом, утечка во всей этой отрасли выпускает метан прямо в атмосферу. Сюда входит добыча, переработка и транспортировка природного газа.
Уголь является еще одним важным источником выбросов метана. В угольном образовании карманы метана попадают в ловушку вокруг и внутри породы. Деятельность, связанная с добычей угля, выдает часть этого захваченного метана. Метан испускается из активных подземных и наземных мин, а также заброшенных.
Для получения метана могут быть применены описанные выше общие способы получения предельных углеводородов, например разложение йодистого метилмагния водой, перегонка уксуснокислого натрия с натронной известью, восстановление йодистого метила омедненным цинком или действие воды на карбид алюминия.
Для получения метанов высокой изотопной чистоты Нортон предложил использовать метод препаративной газовой хроматографии на колонке длиной 30 м с полиароматическим сорбентом ПАР-2 при температуре - 45 С и расходе газа-носителя гелия 300 мл / мин. Метод применим к любым смесям изотопов метана. Нортон рекомендует кондиционировать сорбент отдельно, вне колонки под вакуумом при температуре 200 С в течение 48 - 72 час.
Нефтяные скважины также могут иметь отложения метана, которые выделяются во время бурения и добычи. Уточнение, транспортировка и хранение нефти также является источником выбросов метана. Незавершенное сжигание ископаемого топлива также приводит к выбросам метана. Нет процесса горения на сто процентов эффективнее. Поэтому, когда ископаемые виды топлива используются для производства электричества, тепла или силовых автомобилей, все они производят метан.
Важным источником выбросов метана является энтеральная ферментация у сельскохозяйственных животных. Это создает 27% выбросов метана человека. Примерами жвачных животных являются животные, такие как коровы, овцы и козы. Во время их обычного процесса пищеварения они создают большое количество метана. Энтеральная ферментация происходит из-за микроорганизмов в желудке этих животных. Это создает метан в качестве побочного продукта, который либо выдыхается животным, либо высвобождается через флют.
Реакция получения метана требует довольно сильного нагревания. Однако чрезмерный перегрев смеси ведет к побочным реакциям и получению нежелательных продуктов - ацетона, непредельных углеводородов, углекислого газа и других.
Источником получения метана является, например, тощий природный газ.
Метаногенез (получение метана) представляет собой результат анаэробной ферментации органических веществ.
Поскольку люди выращивают этих животных для пищи, их выбросы связаны с людьми. Вот почему мясо, которое мы едим каждый день, оказывает огромное влияние на общие выбросы метана. Животноводство создает 90 миллионов тонн метана в год. Выбросы, связанные с животноводством, выросли из-за большого роста поголовья скота во всем мире. За это время производство говядины увеличилось более чем в два раза.
Еще один важный источник выбросов метана человека - это свалки и отходы. Метан образуется при разложении твердых отходов на свалках. Это также происходит с потоками отходов животных и людей. Свалки и отходы производят 55 миллионов тонн метана в год. Свалки и открытые мусорные свалки полны органического вещества. Наш мусор содержит такие вещи, как обрывки пищи, газеты, вырезать траву и листья. Каждый раз, когда появляется новый мусор, он засыпает старый мусор, который уже был там. Это обеспечивает отличные условия для производства микробов, продуцирующих метан.
Метан (СН4) - бесцветный, легкий, горючий газ. Не имеет запаха и практически не растворяется в воде. Является простейшим представителем класса предельных углеводородов. Хорошо горит, а потому может быть использован как топливо.
Вам понадобится
Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как получить метан" Как определить массу кислорода Как сделать 5% раствор марганцовки Как распознать соли натрия
Они разрушат отходы, которые производят большие количества выбросов метана. Даже после того, как полигон будет закрыт, бактерии будут продолжать разлагать захороненные отходы. Что будет выделять метан в течение многих лет. Сточные воды из бытовых, муниципальных и промышленных источников также могут производить выбросы метана. Сточные воды могут быть либо выпущены, сохранены, либо отправлены на обработку для удаления загрязняющих веществ. Как и на свалки, если распад органического материала в сточных водах происходит без кислорода, тогда это создаст метан.
Инструкция
Метан - газ часто встречающийся в природе, поэтому получить его можно не только в лаборатории. Он является частью газовых месторождений и содержится в попутном нефтяном газе и в коксовом газе. Образуется при разложении растительных остатков без доступа воздуха, например, выделяется со дна болот и стоячих вод, потому носит название болотного газа. А также скапливается в каменноугольных шахтах. Если в банку поместить землю со дна болота, залить ее болотной водой, герметично закрыть (пробкой с наличием заткнутой газоотводной трубки) и несколько дней подержать в тепле, то можно получить метан (он образуется в виде пузырьков газа на поверхности). Для того, чтобы опознать метан можно использовать следующие его свойства: он горит синеватым, почти бесцветным пламенем и не окисляется раствором перманганата калия, т.е. фиолетовая окраска марганцовки не исчезнет.
Животноводческое хозяйство даже в скромных масштабах будет ежедневно управлять большим количеством навоза. Обычно это управляется с помощью больших систем обработки отходов и резервуаров для хранения. Во многих из этих систем производится получение метана, поскольку они способствуют анаэробным условиям.
Сжигание биомассы вызывает значительное количество выбросов метана. Биомасса является материалом из живых или мертвых органических веществ. Неполное сжигание биомассы создает выбросы метана. Огромные количества могут быть получены во время крупномасштабного горения. Это создает 11% выбросов метана человека.
Впервые химически метан был получен при пропускании сероуглерода с сероводородом через трубки с накаленной медью (Бертло, 1856): CS2 + 2H2S + 8Cu = CH4 + Cu2S. И только в 1897 г. было выяснено, что метан можно получить непосредственным соединением углерода с водородом при 1200?C, а в присутствии никеля (как катализатора) эта реакция идет при более низкой температуре 475?C и дает хороший выход.
Большие открытые пожары используются людьми для уничтожения отходов урожая и очистки земель для сельскохозяйственных или других целей. Естественные лесные пожары могут способствовать этому. Но подавляющее большинство сжигания биомассы вызвано людьми. Сжигание биомассы создает 38 миллионов тонн метана в год.
Еще один крупный источник выбросов метана человека - это рисовое земледелие. Пэдди полей для производства риса являются искусственные водно-болотные угодья. Они обладают высоким содержанием влаги, являются истощением кислорода и имеют достаточный органический материал. Это создает отличную среду для производства метана, которые разлагают органическое вещество.
Конечно же, метан можно получить и в современной лаборатории. Например, при нагревании смеси ацетата натрия и гидроксида натрия: СН3СООNa + NaOH = Na2CO3 + CH4.
Еще один химический метод - взаимодействие карбида алюминия с водой: Al4C3 + 12H2O = 4 Al(OH)3 + 3CH4. В этом случае метан получается чистым. Другой способ - нагревание в присутствии катализатора простых веществ: С + 2H2 = CH4.
Часть произведенного метана поглощается метан-потребляющими микроорганизмами. Но подавляющее большинство выпущено в атмосферу. Из-за болотной среды рисовых полей эта культура создает 9% выбросов метана человека. Сельское хозяйство риса создает 31 миллион тонн метана в год.
Ежегодно биотопливо производит 12 миллионов тонн метана, что делает его важным источником. Любая биомасса, используемая для производства энергии для домашних целей или целей, считается биотопливом. Неполное сжигание биотоплива приводит к получению метана. Это создает 4% выбросов метана человека.
Возможно использовать синтез на основе водяного газа: CO + 3H2 = CH4 + H2O. В любых условиях следует помнить, что с метаном всегда нужно быть очень осторожным, т.к. смесь его с воздухом крайне взрывоопасна.
Как простоДругие новости по теме:
Принесите из пруда или реки немного ила. Вместо него можно взять землю со дна болота – метана там намного больше. Вместе с илом и землёй наберите воды. Поместите водный грунт на дно стеклянной банки и наполните её болотной водой. Сделали? Замечательно! Сверху сосуда укрепите стеклянную воронку, а к
По оценкам, 80% биотоплива используются для домашней кухни, отопления и освещения. Часто в открытых кулинарных пожарах сжигается древесина, сельскохозяйственные отходы или навоз животных. Это самый большой вклад в глобальные выбросы биотоплива. Почти половина населения мира, около 7 миллиардов человек, использует твердые биотоплива для ежедневного приготовления и обогрева своих домов. Большинство из них бедны и живут в развивающихся странах.
Выбросы метана: природные источники
18% биотоплива используются низкотехнологичными предприятиями, такими как печи для производства кирпича или плитки, рестораны и т.д. баланс биотоплива потребляется для использования в транспорте. Метан также выделяется в атмосферу естественными процессами. Водно-болотные угодья, термиты и океаны являются естественными источниками выбросов метана.
Большинство газов не имеют цвета и запаха, поэтому очень трудно их отличить друг от друга. Кроме того, они иногда находятся в смеси с воздухом. Поэтому отличать газы друг от друга следует, пользуясь химическими методами. Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как отличить водород от метана" Как
Метан представляет собой простейший предельный углеводород, из которого путем последующих реакций могут быть получены другие органические вещества, в том числе и этилен. Он, как и метан, является простейшим веществом, но, в отличие от него, относится к классу непредельных углеводородов. Спонсор
Метан, полученный из природных источников, полностью компенсируется естественными поглотителями метана. Это было так уже тысячи лет. Из-за этого естественного равновесия до влияния людей уровень метана был довольно устойчивым. Сегодня источники, связанные с человечеством, создают большую часть общего объема выбросов метана. Это нарушило естественный баланс, существовавший до промышленной революции.
Водно-болотные угодья являются важным источником метана. Другие природные источники метана включают термиты и океаны. Вклад антропогенных и природных источников в изменение атмосферного метана. Водно-болотные угодья являются крупнейшим природным источником метана. Это дает 78% естественных выбросов метана. Водные условия водно-болотных угодий идеально подходят для микробов. Они нуждаются в средах без кислорода и обильного органического вещества.
Природный газ представляет собой образование углеводородной массы, которая возникает при разложении органических веществ в недрах земли. В его составе преобладает метан (80-97%). Относится природный газ к полезным ископаемым. Он может находиться в земле на глубине от одного до нескольких
Карбид алюминия имеет химическую формулу Al4C3, внешне представляет собою кристаллы желтоватого цвета. Относится к первой группе карбидов, состав которых соответствует типичным валентностям металлов (имеется исключение – карбид бериллия с формулой Be2C). Как получить карбид алюминия? Спонсор
Часть выбросов, связанных с водно-болотными угодьями, поглощается потребляющими метан микробами. Но большой процент уходит в атмосферу. Водно-болотные угодья создают 147 миллионов тонн метана каждый год. Термиты являются значительным природным источником метана. В процессе нормального пищеварения термита образуется метан. Термиты едят целлюлозу, но полагаются на микроорганизмы в своей кишке, чтобы переварить ее. Эти микроорганизмы производят метан во время процесса. Это создает 12% естественных выбросов метана.
Каждый термит ежедневно производит небольшое количество метана. Но когда он умножается на мировую популяцию термитов, их выбросы складываются. Создание в общей сложности 23 млн. Тонн метана в год. Еще один значительный природный источник метана поступает из океанов. Эти выбросы создают метаны, производящие микробы, обитающие в океане. Это создает 10% естественных выбросов метана. В глобальном масштабе океаны составляют 19 миллионов тонн метана в год.
Этан - один из часто встречающихся в природе газов. Это органическое вещество, которое наравне с метаном входит в состав нефти и природного газа. Из него получают этилен, который, в свою очередь, является сырьем для получения уксусной кислоты, этилового спирта, винилацетата ряда других веществ. В
Газ – это одно из агрегатных состояний многих веществ. Допустим, вода: при комнатной температуре она мало напоминает газ, это жидкость, но стоит только преодолеть температурный барьер в 100 градусов по Цельсию при нормальном атмосферном давлении, и она перейдет в газообразное состояние. Мы все
Выбросы метана в океане часто производятся в более глубоких слоях осадков продуктивных прибрежных районов. Метан, создаваемый этими микробами, смешивается с окружающей водой. Через некоторое время он попадает в атмосферу с поверхности океана. Метан является вторым по величине парниковым газом и играет важную роль в глобальном потеплении. Он производится естественным образом в окружающей среде, животноводством и в результате человеческой деятельности. Метан, созданный человеческой деятельностью, может быть «пойман в ловушку» и использован для производства энергии, такой как электричество. Поиск способов сокращения или повторного использования метана, образующегося в результате деятельности человека, важный шаг в управлении изменением климата. Метан может поступать из многих источников. . Когда речь идет о парниковых газах, заголовки, как правило, сосредоточены на углекислом газе.
