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燃燒法降解氟利昂_燃料的初步選擇要求

   2019-09-12 和平372
核心提示:在可供選擇的氣體燃料中,從熱力學角度分析,LPG是最佳的燃料,若從實驗材料的易得性、可操作性和經濟性來看,更應該選擇LPG。因此,初步確定LPG作為燃料。

結合目標反應的溫度效應來考察。經計算,298K時目標反應的標準反應烙變△H=-147.95kJ/mol,該反應為放熱反應,恒壓條件下,298K時反應的熱效應即為147.95kJ/mol。從化學反應平衡移動原理來看,平衡體系的溫度升高將會使目標反應的平衡向反應物方向移動,不利于CFC-12分解,因此,具有較低溫度的燃燒場應為首選。這一結論與前面用平衡常數作衡量指標時得到的結果是一致的。在此,以燃料的絕熱燃燒溫度作為衡量指標進行考察,具體考察前,先定義燃燒的空氣過量系數α:

式中A0——燃料完全燃燒需要的理論空氣量,m3/m3(燃料);

A——燃燒時實際供給的空氣量,m3/m3(燃料)

同樣,用FactSage 6.1軟件計算得到四種燃料當a1-1.5之間變化時的絕熱燃燒溫度,見圖2-8

從這四種燃料的絕熱燃燒溫度來看,α大于1后,每種燃料的絕熱溫度都隨α增大而降低,而LPG的絕熱燃燒溫度明顯低于其他3種燃料,α=1時其絕熱燃燒溫度分別比COH2 CH4840K 680K490K;α小于1時,由于燃燒不完全,會產生大量CO,而含碳燃料燃燒放出的熱量主要來自CO氧化成CO2的反應,產生CO的反應一般都是強烈吸熱的,幾種燃料燃燒產物隨a變化的分布情況見圖2-9





從圖中可以看出:氟利昂燃燒不完全時,CO CH4 LPG三種燃料的產物中存在大量的CO, H2的平衡產物中也有大量未氧化的燃料,這都使體系溫度下降,系統中未氧化燃料量隨α增大而下降,當α超過1后,各系統中均無未氧化的燃料存在,燃料的熱量已全部釋放。因此,α小于1時,隨著空氣供給量的增加,絕熱燃燒溫度會逐漸上升,各種燃料的絕熱燃燒溫度高低順序會與α大于1后的順序一致,最高絕熱燃燒溫度應出現在α等于1時。

在相同的空氣過量系數下,LPG的燃燒溫度低于其他幾種燃料,與燃燒溫度最高的CO相比,溫度低約700~800,為提高CFC-12的分解率,從熱力學角度看,選擇LPG作燃料更符合要求。

綜上所述,在可供選擇的氣體燃料中,從熱力學角度分析,LPG是最佳的燃料,若從實驗材料的易得性、可操作性和經濟性來看,更應該選擇LPG。因此,初步確定LPG作為燃料。

 
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