南亘等人以LPG为燃料,使用扩散燃烧、部分预混燃烧和全预混燃烧三种燃烧方式对CFC-12的燃烧降解进行了比较系统的研究。为了提高CFC-12分解率,他们使用灯丝作为火焰稳定的辅助手段,装置示意图见图1-4。
实验结果表明:CFC-12分解率随灯丝电源的功率增加呈线性增加,同时火焰也得到稳定。在所有燃烧方法中空气过量系数均影响CFC-12的分解率。当空气加人量符合化学计量比、灯丝功率为100W时,要达到99.9%的CFC-12分解率,扩散燃烧法的最大CFC/LPG比值(物质的量之比)为0.7,预混燃烧法和部分预混燃烧法的最大CFC/LPG比值(物质的量之比)分别为1.7和1.6,其实验结果见图1-5和图1-6。预混燃烧法的效率明显高于扩散燃烧法。
对燃烧的长期研究已证实:烃类的燃烧过程伴有基态和激发态的自由基、原子、电子及离子出现,是一个有分支的自由基链反应过程,可将它的燃烧区视为一个“自由基池”, CFC-12在这样的“自由基池”中反应活性很高,反应速度快,主要产物单一且稳定。因此,CFC-12在烃类燃烧场中的反应机理应为自由基反应。
在燃烧设备方面,燃烧器显然是研究的核心,其结构随应用环境不同而有巨大差异。诸如电站燃煤锅炉、飞机汽车的发动机等能源产生系统、交通工具中广泛存在的燃烧都以预混湍流燃烧器的形式出现,其结构复杂而分类繁多;而在常见的燃烧合成细微粉体设备中,存在有并流扩散火焰反应器、对流扩散火焰反应器、预混合平板火焰反应器等几大类。经过多年的发展,燃气燃烧器结构趋于复杂,在一定程度上改善了火焰燃烧状态,改善了反应区的温度场和浓度场分布。但由于核心技术的严格保密,对降解氟利昂之类的专用燃烧设备的研究报道甚少,国内也没有发现制造商在生产类似的设备。