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燃烧法降解氟利昂_燃料的初步选择要求

   2019-09-12 和平354
核心提示:在可供选择的气体燃料中,从热力学角度分析,LPG是最佳的燃料,若从实验材料的易得性、可操作性和经济性来看,更应该选择LPG。因此,初步确定LPG作为燃料。

结合目标反应的温度效应来考察。经计算,298K时目标反应的标准反应烙变△H=-147.95kJ/mol,该反应为放热反应,恒压条件下,298K时反应的热效应即为147.95kJ/mol。从化学反应平衡移动原理来看,平衡体系的温度升高将会使目标反应的平衡向反应物方向移动,不利于CFC-12分解,因此,具有较低温度的燃烧场应为首选。这一结论与前面用平衡常数作衡量指标时得到的结果是一致的。在此,以燃料的绝热燃烧温度作为衡量指标进行考察,具体考察前,先定义燃烧的空气过量系数α:

式中A0——燃料完全燃烧需要的理论空气量,m³/m³(燃料);

A——燃烧时实际供给的空气量,m³/m³(燃料)

同样,用FactSage 6.1软件计算得到四种燃料当a1-1.5之间变化时的绝热燃烧温度,见图2-8

从这四种燃料的绝热燃烧温度来看,α大于1后,每种燃料的绝热温度都随α增大而降低,而LPG的绝热燃烧温度明显低于其他3种燃料,α=1时其绝热燃烧温度分别比COH2 CH4840K 680K490K;α小于1时,由于燃烧不完全,会产生大量CO,而含碳燃料燃烧放出的热量主要来自CO氧化成CO2的反应,产生CO的反应一般都是强烈吸热的,几种燃料燃烧产物随a变化的分布情况见图2-9





从图中可以看出:氟利昂燃烧不完全时,CO CH4 LPG三种燃料的产物中存在大量的CO, H2的平衡产物中也有大量未氧化的燃料,这都使体系温度下降,系统中未氧化燃料量随α增大而下降,当α超过1后,各系统中均无未氧化的燃料存在,燃料的热量已全部释放。因此,α小于1时,随着空气供给量的增加,绝热燃烧温度会逐渐上升,各种燃料的绝热燃烧温度高低顺序会与α大于1后的顺序一致,最高绝热燃烧温度应出现在α等于1时。

在相同的空气过量系数下,LPG的燃烧温度低于其他几种燃料,与燃烧温度最高的CO相比,温度低约700~800,为提高CFC-12的分解率,从热力学角度看,选择LPG作燃料更符合要求。

综上所述,在可供选择的气体燃料中,从热力学角度分析,LPG是最佳的燃料,若从实验材料的易得性、可操作性和经济性来看,更应该选择LPG。因此,初步确定LPG作为燃料。

 
标签: 氟利昂
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