含碳燃料燃烧热值变化规律.pdf

维普资讯 售碳 也 黼 ，爱{t {聿 ，舫，1L／^ 第15卷 第6期 夫 牛 L乎 20∞年l2月 含碳燃料燃烧热值变化规律 2 ．ff Jz—f 茎 圭一芷 (天津大学理学 院化 学系 天津 3o0~2) Ol j7．1 摘 要 奉文利 用手册数据 ．通过物理化学计算得出了含碳燃料的燃烧热值变化规律 。计算结 果的分析表明：(1)有机物的燃烧过程是 先气化．再分解 ，然后氧化。(2)通过使用催化剂 ．油 (或煤) 与水之 间的气化反应可使燃烧完全 ，而气化反应 的动力可 由混台焙提供 ，因此掺水燃料可 以减少 污染 ．提高能量利用率 (3)由此增加的能量受相关过程的限制 ．不会超乎寻常地增大 这里所说的含碳燃料包括烃类 (石油制品，基本为烷烃)和小分子醇。借助于手册…基础 数据 ，进行各种燃料燃烧热值计算，采用文献 [2]方法，进行混合焙计算 ，并经文献 [3]实验结果 证实 ，可得出以下结论 这些结论对水分散燃料燃烧的基础研究具有特别重要的意义。 (1)在所有烃类及 由 c、H、0组成的有机物 中，进行有机 同系物或同碳数化合物燃烧热 比 较，发现单位质量燃料的含氢量越大，则热值越高 ；含氧量越大，则热值越小。在所有燃料中， 氢热值最高。对于环烷烃来说 ，虽然其通式 cH2相同(= 3，4，5，6)，氢含量也相 同(均为 1／7)，但单位质量的燃烧热仍有较大差别 ，且热值随碳数增大而减小。这表 明，燃烧 中需断开 的 c—c键越多，则燃烧热越小。然而 ，分子中的 c—c键越多，则分子间作用力越大，熔点、 沸点越高 ．相变焓越大。由于石油制品(包括汽油、煤油 柴油 、重油)基本为烷烃，其氢的含量 已达饱和 ，除裂解加氢外，已不能再进行加氢反应。以下分析含碳燃料与水的各种可能反应所 带来的产物燃烧热变化．由于计算所用的基础数据均为标准热力学函数 ，故所得热值变化均 为标准态下反应的结果 计算结果表明，此反应焓 △ 等于产物 比反应物增加的燃烧热值 AQ (=∑ △ 日 )，即△r =△p 。这些标准态下的数值均没有考虑混合焓。 混合焙产生于混合物各组分 的分子间作用力的差别 ，而纯物质的相变焙也产生 于分子 问 作用力，它们均与分子 问作用力有关。所 以在含水量相 同、乳液结构相 同的情况下，可计算出 同系有机物分别与水形成混合物 的混合焓大小与有机物相变焓变化规律相 同。 文献 [2]计算混合焓的基本思路为 ，在确定 了分散系统微观结构 (一般为球形分散)以后 ， 由界面能计算混合 AG，用统计方法算出混合 AS，再 由AH：AG+TAS算 出混合焙 All。多 重乳状液 (即分散液滴内有多相)为最大的分散程度。另一个近似的简单方法为 ：代入 AG： △A，司得 AS= 一 【8AC／3T)：一la(aAA)／8TJ=一AA a【 )一 (OAA／8 )。 因为在常温范嗣内 ．d随温度变化极小 ．(8AA／8 )=0，AS=一△d(8o／8 )。 AA0，0，一般体系界面能 与温度 成线性关系，且 (aa／a )0， ‘ ． ． AG0，AS0 ’．All：△G+TAS：△J4[一T( ／aT)]0(吸热过程)。 教育部 《工科 (化 类)课程体系改革的研究与宴践》项 l1 l2