燃料的選擇主要考慮以下因素:CFC-12在各種燃料然燒場(chǎng)中分解的平衡組成分布、CFC-12分解的溫度效應(yīng)、反應(yīng)推動(dòng)力及反應(yīng)完全程度等。
首先必須考察各體系的平衡組成。
每個(gè)平衡體系的主要組分與CFC-12 + H2O的平衡組成一樣,都是HF, HC1, CO2,也即在幾個(gè)氣體燃料的氛圍中,CFC-12分解的主要產(chǎn)物并沒(méi)有什么不同,但從產(chǎn)物分布來(lái)看卻有一定差異,這可以從體系中IL種主要自由基的分布變化(見(jiàn)圖2-6)進(jìn)行考察。
主要自由基的量在不同燃料環(huán)境中不同,氫原子自由基和氧原子自由基的分布順序與經(jīng)基自由基相似,在LPG燃燒場(chǎng)中最高,在CO燃燒場(chǎng)中最低,相同溫度下兩者相差約兩個(gè)數(shù)量級(jí);氟原子自由基與抓原子自由基分布順序一致,在CO燃燒場(chǎng)中最高,在H:燃燒場(chǎng)中最低。在燃燒場(chǎng)中,這些自由基的濃度對(duì)燃燒狀況有顯著影響。此外,在考察范圍內(nèi),CO體系F分布中有物種COF2,而其他體系沒(méi)有,從此意義上來(lái)說(shuō),CO不適宜作為氟利昂處理的燃料,否則可能面臨尾氣處理方面的更多困難。
從以上分析不難看出,LPG作為燃料更具燃燒穩(wěn)定方面的優(yōu)勢(shì)。
其次,由反應(yīng)體系的反應(yīng)推動(dòng)力和反應(yīng)進(jìn)行的程度來(lái)進(jìn)行燃料選擇。在化學(xué)熱力學(xué)中,常用化學(xué)親和勢(shì)A來(lái)表示一個(gè)反應(yīng)在恒溫恒壓條件下的推動(dòng)力大小,化學(xué)親和勢(shì)A被定義為:
因此,一個(gè)反應(yīng)的△G若為負(fù)值,才會(huì)有正向推動(dòng)力,且其絕對(duì)值越大,則推動(dòng)力越大。反應(yīng)進(jìn)行的程度通常用平衡常數(shù)K來(lái)衡量,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行得越完全。一定溫度下,反應(yīng)的Gibbs函數(shù)變△G和平衡常數(shù)K決定于反應(yīng)系統(tǒng)的本性,不同溫度下化學(xué)反應(yīng)的△G是用吉布斯-亥姆霍茲(Gibbs-Helmholtz)方程式(2-6)來(lái)描述的,反應(yīng)的K與T的函數(shù)關(guān)系則由范特霍夫(van' t Hoff)方程式(2-7)給出。