Apropos hochreines Methan, viele Menschen denken vielleicht, dass dieses Ding weit vom täglichen Leben ist, wie ein "professioneller Spieler", der nur in Laboratorien oder Fabriken verwendet wird. Tatsächlich spielt es in vielen Bereichen um uns herum eine Schlüsselrolle, von den Chips in Mobiltelefonen bis zu den Brennstoffzellen neuer Energiefahrzeuge. Sprechen wir heute über dieses scheinbar gewöhnliche, aber nicht einfache Gas.
Lassen Sie uns darüber sprechen, was hochreines Methan ist. Tatsächlich ist sein "Ursprung" der gleiche wie das Methan in Erdgas und Biogas, von dem wir normalerweise hören. Sie sind alle einfache Moleküle, die aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen (CH₄) bestehen. Aber das Wort "hoher Reinheit" wird nicht beiläufig bezeichnet. Es muss eine Reihe komplexer "Reinigungsverfahren" durchlaufen, um Wasser, Kohlendioxid, Wasserstoff und andere im Originalgas gemischte verschiedene Kohlenwasserstoffe zu entfernen. Schließlich kann die Reinheit mehr als 99,999%erreichen. In 1 Million Molekülen ist höchstens nur eines kein Methanmolekül. Diese extreme Reinheit ermöglicht es ihm, ihre Fähigkeiten in jenen Gelegenheiten zu zeigen, in denen "Sauberkeit" extrem hoch ist.
Woher kommt ein solches reines Methan? Tatsächlich ist die "Rohstoffbibliothek" sehr reich. Das häufigste ist Erdgas. Schließlich ist der Methangehalt in Erdgas hoch und entspricht normalerweise 70% bis 90%, was gleichbedeutend mit einer "guten Grundlage" entspricht. Eine kleine Verarbeitung kann als Ausgangspunkt für die Reinigung verwendet werden. In Kohleminen gibt es auch Methan mit Kohlebett, das allgemein als Gas bekannt ist. Der Methangehalt darin ist nicht niedrig. Es kann in der Vergangenheit direkt entlassen worden sein. Jetzt kann es gesammelt und gereinigt werden, wodurch nicht nur Abfall in einen Schatz verwandelt, sondern auch Sicherheitsrisiken reduziert werden kann. Zum Beispiel werden die gemeinsamen Biogas in ländlichen Gebieten aus Stroh und Kot fermentiert. Obwohl der Methangehalt nur 50% bis 70% beträgt und mit viel Kohlendioxid gemischt wird, kann er nach der Verarbeitung auch als Rohstoffe verwendet werden. Sogar einige Chemiepflanzen -Schwanzgas enthält Methan. Es mag in der Vergangenheit als Abfallgas verbrannt worden sein, aber jetzt wird es recycelt und gereinigt, was auch als Ressourcenrecycling angesehen werden kann.
Es ist jedoch keine einfache Filtration, aber einige "Hardcore" -Technologie erforderlich, aber es ist keine einfache Filtration, Hochpuritätsmethan zu holen. Zum Beispiel klingt die Destillation mit niedriger Temperatur ziemlich beeindruckend. Drucks und abkühlen Sie zuerst das Rohgas, damit die verschiedenen Gase aufgrund unterschiedlicher Siedepunkte "getrennt" werden können. Genau wie Wasser zuerst in Dampf wird, wenn Wasser kocht, werden verschiedene Gase bei verschiedenen Temperaturen in Flüssigkeiten oder Gase. Durch Schichten von Destillationstürmen werden Methan und Verunreinigungen nach und nach getrennt und schließlich ein hoher Purity-Produkt erhalten. Diese Methode kann in Massenproduktion hergestellt werden, aber die Ausrüstung ist teuer und der Energieverbrauch ist nicht niedrig, daher ist es für große Fabriken geeignet.
Es gibt auch die Adsorptionsmethode, die wie die Verwendung eines Schwamms zum Absorbieren von Wasser entspricht. Verwenden Sie "Adsorption Masters" wie Aktivkohle- und Molekülsieben, um diese Verunreinigungsgase spezifisch "fangen" zu lassen, und Methan wird gehorsam durchlaufen. Diese Methode ist einfach zu bedienen und hat niedrigere Kosten, aber das Adsorbens wird nach einer bestimmten Zeit "gesättigt" und muss zur Regeneration herausgenommen werden, sonst wird sie unwirksam, sodass sie besser für kleine Chargen oder Hilfsreinigung geeignet ist.
Es gibt auch eine Membran -Trennungsmethode, die ebenfalls sehr beliebt ist. Eine spezielle Membran wird verwendet, damit Methan leicht durchlaufen kann, aber Verunreinigungen sind blockiert. Dies ist wie das Sieben von Sand mit einem Sieb, außer dass es Gasmoleküle siebt. Diese Methode ist energiesparend und effizient, und die Ausrüstung ist kompakt, aber es ist schwierig, eine ultrahohe Reinheit zu erreichen, die sie allein unterhält. Es muss normalerweise mit anderen Methoden kombiniert werden, z.
Was kann Methan mit hohem Purity tun? Das Erstaunlichste ist möglicherweise in der Elektronikindustrie. Die Chips in unseren Mobiltelefonen und Computern müssen während des Herstellungsprozesses "graviert" und "beschichtet" werden. Zum Beispiel wird während des Plasmakethings ein hohes Purity-Methan mit anderen Gasen gemischt, um feine Schaltkreise im Nanomaßstab auf dem Chip zu schnitzen. Dieser Job erfordert eine extrem hohe Reinheit. Selbst ein wenig Verunreinigung kann den gesamten Chip verschrotten lassen. Außerdem kann es während der chemischen Dampfabscheidung als "Kohlenstoffquelle" verwendet werden, um einen einheitlichen Film auf der Oberfläche des Materials zu wachsen, wodurch die Chipleistung stabiler wird. Man kann sagen, dass es ohne hohe Purity-Methan schwierig wäre, so fortschrittliche mikroelektronische Geräte wie jetzt zu haben.
Im Bereich Energie hat es auch neue Möglichkeiten zum Spielen. Zum Beispiel werden jetzt Kraftstoffzellen in vielen neuen Energiefahrzeugen verwendet. Hochpüren Methan kann Wasserstoff durch chemische Reaktionen auf Strombatterien erzeugen, und seine Emissionen sind sauberer und seine Effizienz ist viel höher als die von Erdgas. Darüber hinaus wird es häufig als Standardgas verwendet, genau wie ein Lineal, um Instrumente zu kalibrieren, die Gase erfassen, um genaue Messergebnisse zu gewährleisten. Beispielsweise erkennen Umweltschutzabteilungen die atmosphärische Zusammensetzung, und Chemiepflanzen überwachen Gaskonzentrationen in der Produktion, die alle untrennbar mit Standardgasen aus hoher Purity-Methan bestehen.
Natürlich muss ein solches "empfindliches" Gas mit besonderer Pflege gelagert und transportiert werden. Es ist brennbar und explosiv, muss daher in Hochdruckzylinder gelagert oder bei niedrigen Temperaturen verflüssigt und in isolierten Lagertanks gelagert werden. Beim Transport, ob es sich um einen Gaszylinder -LKW oder ein Tankwagen handelt, muss er von Brandquellen ferngehalten werden, vermeiden Sie die Sonne und die Kollisionen, und die Fahrer müssen auch eine spezielle Schulung erhalten, um zu wissen, was bei einem Leck zu tun ist. Schließlich kann die Sicherheitskette niemals gelockert werden.
Obwohl Methan, obwohl hochreines Methan ziemlich "kalt" klingt, ist es im Allgemeinen wie ein stillschweigendes technisches Rückgrat, das in verschiedenen High-Tech-Feldern eine unersetzliche Rolle spielt. Während die Technologie weiter voranschreitet, kann sie in Zukunft seinen Weg in mehr neue Felder finden, wie die Wasserstoffenergieindustrie, die High-End-Materialherstellung usw. Je mehr wir darüber wissen, desto besser können wir sie zur Entwicklung von Wissenschaft und Technologie und der Verbesserung des Lebens beitragen.
