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制冷系统CFC-12及其加水后的高温裂解

   2019-09-12 和平55
核心提示:氟利昂的分解并非是温度越高越好,相对的低温可能更有利于HF、HCl和CO2的选择性形成。

其次,来看看CFC-12加水以后的情况。图2-21molCFC-122molH2O的混合物(以下称“CFC-12 + H20体系”)101325Pa300~2500K范围内的平衡组分组成变化情况。








与纯CFC-12相比,本体系导人了H0两种元素,平衡产物也发生了极大变化。由计算结果可以看出:由于有了氢源和氧源,热力学稳定产物变成了HFHClCO2,它们是这个平衡体系中的主要物种,在室温到1500K的温度范围内,HCl, CO2的量几乎不随温度变化,1500K以上,HClCO2都发生了离解,温度越高,离解程度越大,随着HClC02量的下降,体系中H2OCOClCl2H2等的量增幅很多。HF的量在整个温度考察区间上几乎不变,但其分布却有一个明显特征,就是其多分子聚合体的存在,这在低温区特别明显,其缔合的分子数在2~7个之间,其中以两分子缔合体最稳定,量也最大,室温时,约有13%HF是以多分子聚合体的形态存在的,而到了500K时,这一比例还达不到0.1%,究其原因,可能是因为F元素电负性很大,易于形成氢键的缘故,但是氢键随温度升高会受到严重削弱,使大量多分子聚合体(HF)n解散。与纯CFC-12体系相比,本体系平衡产物中已经完全没有了CFC-11 , CFC-13CFCs类物质,说明CFC-12理论上已达到100%的分解率,CF4CCl4 CF2也已不在考察视野内。

经计算,1000KHFHClCO2三个物种占产物的99.973%,除此之外,只有H2OCOCl2, Cl的物质的量的比例在10数量级以上,其中占比最大的H2O也仅为8.72 x 10; 1800K时,三个主要产物的比例下降到97.171%, COH2ClOHFH0等自由基浓度得到很大提升,其中,Cl自由基是次要产物中址最大的物种,其摩尔分数达到1.2 x 10²水平,远超过了1000KH2O的浓度,OH自由基浓度与1000KH20的浓度处于同一数量级;2500KHFHClCO2三个物种占产物的比例下降到79.242%, COH2ClOH等物种的童增加得更加明显,Cl自由基摩尔分数达到9.1 x10²,占产物总员的近10%COOH自由基的摩尔分数分别为5.81x10²,3.9x10²。次要产物中还出现了一个新物种氟光气(COF2 ),其最大值出现在700K,量为2. 82 x10mol摩尔分数5.64x10⁻⁷。因此,高温下ClOH等自由基成为体系的重要组分。从平衡产物来看,很高的温度并不是分解CFC-12所必须的,换句话说,氟利昂的分解并非是温度越高越好,相对的低温可能更有利于HFHClCO2的选择性形成。


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标签: 氟利昂
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