گاز طبیعی همان گاز شهری است که تقریباً به طور کامل از متان (CH4) تشکیل شده است، اگرچه مقدار کمی از گازهای دیگر مثل اتان، پروپان، بوتان و پنتان هم در آن وجود دارد. گاز طبیعی بی‌رنگ، غیر سمی، نامرئی و بی‌بو است، اگرچه، به تمامی گازهای طبیعی که برای استفاده آماده می‌شوند، یک ماده بوزا اضافه می‌شود. این ماده بوزا که به نام مرکاپتان شناخته می‌شود، اقدام ایمنی بسیار مهمی است که در صورت نشت گاز، بوی متمایزی (بسیار شبیه بوی تخم مرغ فاسد) ایجاد می‌کند. در ادامه همراه گرین پاور باشید تا درباره گاز متان CH4 صحبت کرده و به شما توضیح دهیم که CH4 چیست.
تاریخچه گاز متان
گاز متان یکی از اولین گازهای شناخته شده در تاریخ بشر است. جالب است بدانید که برای اولین بار در جهان، کشف گاز طبیعی در ایران و بین 2000 تا 6۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح انجام گرفت. تاریخچه استفاده از گاز متان به قرن 13 میلادی بازمی‌گردد. در آن زمان، گاز متان تنها به عنوان یک منبع انرژی برای روشنایی و گرمایش استفاده می‌شد. اما به مرور زمان، کشف منابع استخراج متان از زمین و فن‌آوری‌های نوین استخراج و استفاده از آن، باعث افزایش استفاده از این گاز به عنوان یک منبع انرژی صاف و پاکیزه گردید. امروزه، متان به عنوان یکی از اجزای اصلی گاز طبیعی و منبع انرژی قابل احتراق، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
معرفی CH4 و ویژگی های آن
شاید تا بحال این سوال برای شما پیش آمده باشد که CH4 چیست. CH4 یا متان ترکیبی آلی و اولین عضو سری آلکان‌ها است. همانطور که از نامش مشخص است گاز طبیعی از 1 کربن با 4 هیدروژن تشکیل شده است. آلکان‌ها هیدروکربن‌های اشباع شده‌اند و به مقدار کافی در طبیعت وجود دارند. متان ساده‌ترین عضو این سری است و به وفور در طبیعت یافت می‌شود. این گاز در دمای عادی و فشار معمولی به صورت گاز موجود است و به عنوان یک منبع انرژی بسیار خوب به عنوان سوخت شناخته می‌شود. متان در مقابل آتش بسیار قابل اشتعال است و بنابراین هنگام نزدیک شدن به مخازن یا سیلندرهای متان باید بسیار محتاط بود.
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی گاز طبیعی:
- ساختار مولکولی: متان از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن تشکیل شده است. این ترکیب به صورت یک هرم متقارن (تتراهدرال) در فضای سه‌بعدی قرار دارد.
- حالت فیزیکی: در شرایط استانداردی از دما و فشار(STP)، متان به صورت گازی شکل می‌گیرد.
- بی‌بو و بی‌رنگ: متان به طور طبیعی بی‌بو و بی‌رنگ است، اما به دلایل ایمنی، در هنگام استفاده صنعتی و خانگی به آن مواد بوزا (مثل مرکاپتان) اضافه می‌شود تا در صورت نشتی گاز قابل تشخیص باشد.
- غیر سمی: متان به خودی خود سمی نیست، اما در صورت احتراق ناقص می‌تواند گاز سمی منوکسید کربن تولید کند.
ویژگی‌های احتراقی گاز طبیعی:
- قابلیت اشتعال: متان بسیار قابل اشتعال است و در صورت مخلوط شدن با هوا در محدوده اشتعال‌پذیری 5 تا 15 درصد، می‌تواند با یک جرقه یا شعله مشتعل شود.
- محصولات احتراق: هنگام سوختن کامل، متان دی‌اکسید کربن و بخار آب تولید می‌کند و این واکنش انرژی زیادی را آزاد کرده و متان را به یک منبع انرژی بسیار کارآمد تبدیل می‌کند.
- حرارت احتراقی: متان دارای ارزش حرارتی حدود 1000 بی‌تی‌یو (BTUs) در هر فوت مکعب است که آن را به یک سوخت بسیار مفید برای مصارف خانگی و صنعتی تبدیل کرده است.
تولید متان چگونه است؟
یک از مهم‌تری شیوه‌هایی که می‌توانیم بگوییم که گاز CH4 چیست شیوه تولید و تشکیل آن است. متان از تجزیه یا فساد مواد آلی تولید می‌شود و می‌تواند از طریق فرآیندهای طبیعی (مانند تجزیه مواد گیاهی در تالاب‌ها، نشت گاز از ذخایر زیرزمینی یا هضم غذا توسط گاوها) یا فعالیت‌های انسانی مانند تولید نفت و گاز، کشت برنج یا مدیریت پسماند وارد محیط شود. همچنین عواملی مانند تجزیه مواد آلی توسط باکتری‌ها در شرایط بدون اکسیژن (فرآیند آناگزوبیک) باعث تولید متان می‌شود. با در نظر گرفتن این شیوه تولید می‌توانیم تا حد خوبی درک کنیم که CH4 چیست.
کاربرد CH4 :
همانطور که می‌دانیم گاز طبیعی و CH4 فواید بسیار زیادی در زندگی روزمره ما دارد. اما بزرگ‌ترین کاربرد گاز طبیعی به عنوان سوختی بسیار کارآمد برای تولید برق است. پس از انرژی برق، از گاز طبیعی در صنایع، مصارف خانگی و تجاری بیشترین استفاده می‌شود، و به ویژه به عنوان منبع انرژی و همچنین به عنوان ماده اولیه برای محصولات شیمیایی هم به کار می‌رود. به علاوه برخی از کاربردهای تخصصی گاز طبیعی نیز در طول سال‌های متمادی توسعه پیدا کرده است. همچنین خصوصیات پاک‌سوزی گاز طبیعی باعث شده است که به عنوان سوختی مناسب و غیر آلاینده برای وسایل و دستگاه‌های حمل و نقلی انتخاب شود، اگرچه دی‌اکسید کربن که یک گاز گلخانه‌ای است، از آن منتشر می‌شود.
بسیاری از اتوبوس‌ها و ناوگان‌های خودرویی تجاری، صنایع و خطوط تولیدی و موتورهای برق و ژنراتورهای برق هم، اکنون از گاز طبیعی استفاده می‌کنند. موتور برق گازی و ژنراتور گازی گرین‌پاور از گاز شهری یا همان گاز طبیعی استفاده می‌کند و همانطور که گفتیم این گاز قابلیت و کارایی بیشتر و بهتری نسبت به سایر سوخت‌ها دارد. همچنین موتورهای برقی گازسوز و ژنراتورهای گازی گرین‌پاور از کیفیت بالایی برخوردار هستند و به دلیل استفاده از گاز شهری هزینه شما را بسیار کاهش داده و به صرفه‌تر است.
سایر ترکیبات متان:
متان یک هیدروکربن ساده است که مولکولش از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن تشکیل شده است. ترکیبات دیگر متان عبارتند از:
- متانول (الکل متیلیک): ترکیبی شیمیایی با فرمول شیمیایی CH3OH که به عنوان یک الکل شناخته می‌شود.
- فرمالدهید: یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی CH2O که به عنوان یک آلدئید شناخته می‌شود.
- کربن دی‌اکسید :(CO2) یک گاز بی‌رنگ و بی‌بو با فرمول شیمیایی CO2 که در فرآیندهای تولید متان و سوختن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود
- کربنات: ترکیبات شیمیایی که شامل یک یون کربنات (CO3^2-) هستند و در ترکیب با سایر عناصر مانند کلسیم، سدیم و آلومینیم یافت می‌شوند.
نکات ایمنی کار با متان:
گاز طبیعی همواره گزینه‌ای بسیار عالی و مطمئن برای استفاده از آن در زندگی روزمره ما است و ما همیشه می‌توانیم از فواید این سوخت استفاده کنیم. اما با تمامی اینها ما باید نکات ایمنی را رعایت کنیم که می‌توانند کارآیی دستگاه و سوخت را برای ما به بالاترین حدش برسانند و ما را در سلامت کامل نگاه دارند. هنگام کار با این گاز بهتر است که ما این نکات را در خاطر داشته باشیم:
جابجایی:
- منابع تولید کننده حرارت و احتراق مانند جرقه‌ها، شعله، سطوح داغ و تخلیه الکتریسیته ساکن را از اطراف سوخت حذف کنید.
- در نزدیکی سوخت سیگار نکشید. سیگار کشیدن یکی از دلایل مهم در اشتعال مخازن گازی می‌باشد.
- اگر در فضای بسته از گاز طبیعی استفاده می‌کنید، همیشه مراقب راه‌های خروج گاز باشید تا دچار گاز نشوید.
- لوله‌های گاز حتما از پوسیدگی و ضرب‌خوردگی محافظت کنید تا باعث نشتی گاز نشود.
- اگر از موتور برق گازی استفاده می‌کنید برای جابجایی موتور برق‌های گازی حتما از دستگیره و محل مخصوص برای جابجایی استفاده کنید؛ از کشیدن، غلتاندن، لغزاندن یا انداختن آن‌ها خودداری کنید.
- از تماس ناخواسته با مواد شیمیایی ناسازگار جلوگیری کنید.
نگهداری:
در مکانی که خنک، دارای تهویه مناسب، کنترل دما، دور از نور مستقیم خورشید و منابع حرارتی و احتراقی است نگه‌دارید. دور از مواد قابل اشتعال و قابل احتراق (مانند کهنه‌ها و مقوا) نگهداری شود. از مواد ناسازگار دور نگه دارید.
سخن پایانی
گاز طبیعی به عنوان سوختی پاک و بدون آلاینده در کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. حتما هنگام استفاده از گاز طبیعی تمامی نکات ایمنی را رعایت کنید تا دچار آسیب نشوید. از اینکه تا پایان مقاله همراه ما بودید، سپاسگزاریم. چنانچه سوالی داشتید میتوانید از بخش کامنت‌ها با ما در میان بگذارید.
