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研究化學熱力學平衡方法的結論

   2019-10-30 和平23
核心提示:氟利昂的熱力學穩定性并不高,在一定條件下很容易發生裂解,溫度對裂解后平衡產物的分布影響很大。
       以化學熱力學平衡方法為基礎,進行熱力學研究,產物平衡濃度隨溫度T、壓力P及原料組成的變化規律變化,得到如下結論:

1、氟利昂的熱力學穩定性并不高,在一定條件下很容易發生裂解,溫度對裂解后平衡產物的分布影響很大。CFC-12中加入H2O后,主要平衡產物是HF、 HCl和CO2,隨溫度升高,HCl和CO2會發生離解,溫度越高,離解程度越大。當按化學計量比加入水時,CFC-12分解徹底,從平衡產物來看,CFC-12的分解并非是溫度越高越好,相對的低溫可能更有利于HF、HCI和CO2的選擇性形成。若平衡體系中含水量達不到化學計量比,則不但不利于CFC-12的分解,而且也不利于產物的控制。

2、目標反應在所考察的四種燃料體系中都能進行得很完全,且所有備選燃料體系都使反應的化學親和勢和平衡常數更大。1500K時,目標反應與LPG燃燒場耦合體系的平衡常數K=7.63 x101??〉0,比沒有LPG燃燒場存在時的CFC-12 + H2O體系相差了60個數量級,同時也比其他三種燃料體系的平衡常數大很多,說明熱力學上用于燃燒分解CFC-12的最佳燃料是LPG。


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3、 CFC-12在LPG燃燒場中反應分解,F在產物中的分布很簡單,只有HF、 F原子自由基和CIF在考察范圍內其覺超過10 ?? mol;同樣條件下,CI分布在8個物種之中,其中Cl原子自山基成為僅次于HCI的第二大產物,這將導致在LPG體系的燃燒場中Cl原子自由基濃度比較高。溫度升高將會在址和種類上產生更多的次要產物(副產物)。所以當反應能夠發生時,應該在較低的溫度條件下進行。

4、在1.01 x106 -3.04x10 6Pa壓力范圍內,與LPG燃燒場藕合后的體系平衡組成受壓力影響很小,故在后續實驗中將不一再考察壓力對反應的影響。

5、與LPG燃燒場禍合后的體系平衡組成中HF和HCI的分布與空氣過量系數α關系不大,但α小于0.3時,有大量的H2, CH4和HCN生成,同時有CH3C1存在,在考察范圍內CH3CI的平衡址與空氣過量系數關系密切,而與溫度關系不大;在α=1附近時,除HF和HCI外的許多平衡組分的濃度變化非常顯著,隨α增大,H2, CH4, HCN等物種迅速降低;當α大于1.05時,體系的平衡組成變得非常穩定。


 
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