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文檔簡介

1、實驗室常用制冷劑:實驗室用雪、冰和鹽按一定比例混合可得到低到80的溫度。使用液態氣體可以得到273.16的溫度。鹽、堿、酸與水、雪、冰的配比及所得到的溫度見表211表213,用于制冷的液態氣體見表214。表211 鹽和水(冷至15)混合后的溫度鹽在100份水中溶解鹽的份數最低溫度 t/(NH4)2SO4759Na2SO4 · 10H2O208MgSO4857NaCO3406KNO3165(NH4)2CO3303KCl302NaC2H3O2 · 3H2O85-0.5NH4Cl30-3Na2S2O3110-4CaCl2250-8NH4NO3100-12NH4Cl + KNO33

2、3 + 33-12NH4CNS133-16KCNS100-24NH4Cl + KNO3100 + 100-25表212 鹽或酸與雪或碎冰混合后的溫度加入雪中的物質100份雪中加入物質的份數最低溫度 t/Na2CO3202CaCl2 · 6H2O419KCl3011NH4Cl2515NH4NO35017NaNO3501838% HCl5018(NH4)2SO46219濃H2SO42520NaCl33到10020到22NaSO4·10H2O+(NH4)2SO49.66920CaCl2 · 6H2O8221.5NH4Cl + NH4NO318.84422.1NH4Cl

3、+ (NH4)2SO41250.522.5KNO3 + NH4NO397425NaNO3 + NH4NO3555226KNO3 + NH4CNS96728CaCl2 · 6H2O10029KCl (工業用)10030NH4Cl KNO3133831KCNS + KNO3112234NH4CNS + NaNO340553766% H2SO410037稀HNO310040CaCl2 · 6H2O12540.3CaCl2 · 6H2O15049CaCl2 · 6H2O50054CaCl2 · 6H2O14355表213 鹽和冰混合后的溫度物質無水物質

4、的質量分數 w/(%)最低溫度 t/Pb(NO3)235.22.7MgSO421.53.9ZnSO427.26.6BaCl229.07.8MnSO447.510.5Na2S2O330.011.0NH4Cl22.915.8NaNO337.018.5NaCl28.921.2NaOH19.028.0MgCl220.633.6K2CO339.536.5CaCl229.955ZnCl252.062KOH32.065HCl24.886表214 一般用以制冷的液態氣體物質沸點 t/三相點溫度 t/三相點壓力 kPa (cmHg)二氧化碳(固)78.5氧化亞氮89.8102.4甲烷161.4183.193(7

5、.0)氧183.0218.42.7×101(0.2)氮195.8209.913(9.6)氫252.8252.259.16.8(5.1)氦268.9表示氣、液、固三相平衡時溫度表示固體二氧化碳的升華溫度二 使用液態氣體做制冷劑的注意事項1. 使用液態氣體時,液態氣體經過減壓閥先進入一個耐壓的大橡皮袋和氣體緩沖瓶,在由此進入到要使用的儀器,這樣防止液態氣體因減壓而突然沸騰汽化、壓力猛增而發生爆炸的危險。2. 使用液態氧,絕對不允許與有機化合物接觸,以防止燃燒。3. 使用液態氫時,對已汽化放出的氫氣必須極為謹慎地把它燃燒掉或放入高空,因在空氣中含有少量氫氣(約5)也會發生猛烈爆炸。4. 使

6、用干冰時注意,因二氧化碳在鋼瓶中是液體,使用時先在鋼瓶出口處接一個既保溫又透氣的棉布袋,將液態二氧化碳迅速而大量地放出時,因壓力降低,二氧化碳在棉布袋中結成干冰。然后再將其他液體混合使用,如與二氯乙烯混合溫度達60;與乙醇混合達72,與乙醚混合達77;與丙酮混合達78.5。5. 在使用液態氣體時必須戴皮(棉)手套,防止低溫凍傷,同時對鋼瓶的存放有特殊要求,詳見第一分冊第十章。第六節 常用干燥劑(一)干燥劑地特性和適用性表29和表210分別給出了常用干燥劑的特性和適用性名稱化學式吸水量干燥速度酸堿性再生方法五氧化二磷P2O5大快酸性不能再生分子篩結晶的鋁硅酸鹽大較快酸性烘干,溫度隨型號而異氧化鋇

7、BaO慢堿性不能再生高氯酸鎂Mg(ClO4)2大中性烘干再生(251分解)三水合高氯酸鎂Mg(ClO4)2·3H2O中性烘干再生(251分解)氫氧化鉀(熔融過的)KOH大較快堿性不能再生活性氧化鋁Al2O3大快中性在(110300)下烘干再生濃硫酸H2SO4大快酸性蒸發濃縮再生硫酸鈣CaSO4小快中性在163(脫水溫度)下脫水再生硅膠SiO2大快酸性120下烘干再生氫氧化鈉(熔融過的)NaOH大較快堿性不能再生氧化鈣CaO慢堿性不能再生硫酸銅CuSO4大微酸性150下脫水再生氯化鈣(熔融過的)CaCl2大快含堿性物質200下脫水再生硫酸鎂MgSO4大較快中性、有的微酸性200下脫水再

8、生硫酸鈉Na2SO4大慢中性烘干再生碳酸鉀K2CO3中較慢堿性100下烘干再生金屬鈉(Na)不能再生(二)各類分子篩的化學組成及特性類型孔徑/(1 108cm)化學組成(略)水吸附量 w/%特性和應用A型 3A或鉀A型 4A或鈉A型 5A或鈣X型3.04.05.02527.527只吸附水,不吸附乙烯、乙炔、二氧化碳、氨和更大的分子。吸附水、甲醇、乙醇等。用于正異構烴類的分離X型 10X或鈣X型 13X或鈉X型9.010.039.5用于芳烴類異構體分離用于催化劑載體和水、二氧化碳、水硫化氫的共吸附Y型10.035.2經過蒸汽處理后,仍有高吸氧量化工百科全書19分冊p897制冷技術:1. 定義與方

9、法2. 壓縮式制冷系統25制冷劑與載冷劑2·5·1·制冷劑 是系統中賴以進行能量交換達到制冷目的的工作介質。制冷劑應用正確與否,對系統的經濟性與可靠性有很大影響。制冷劑在化學性質方面,應有高的化學穩定性,使運行中不會分解;對金屬無腐蝕作用;有油潤滑的壓縮系統中不應與油起化學作用并有高的溶油性;無毒無臭;沒有燃燒、爆炸危險;對環境無破壞作用。在物理性質方面,要求沸點溫度低,因而飽和蒸氣壓高、使制冷系統中不會產生真空,以避免空氣滲入;沸點低的物質比容小,故可使容積式壓縮機尺寸減小;蒸發潛熱大,在相同制冷量時制冷劑循環量小;壓縮指數小,使壓縮機耗功少;臨界溫度高,壓縮機

10、壓力比相對較小。此外,希望制冷劑價格低廉,易于獲得。要完全滿足上述化學、物理性質的制冷劑難以尋覓,故只能選取對一定系統而言相對較好的物質。制冷劑可分成無機化合物與有機化合物兩大類。無機化合物如氨、二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣等;有機化合物如丙烷、環丁烷、甲烷、乙烯、丙烯等。特別是甲烷、乙烷與鹵屬元素的衍生物,在制冷劑中居有特殊地位。根據元素組合的不同它們構成了兩族,如圖10所示。所有這些衍生物的商品名為氟利昂(Freon)。各種制冷劑常采用R(refrigerant)為首加一個數碼編號來稱呼,如氨為R717,丙烷為R290,又如二氟二氯甲烷為R12,二氟一氯甲烷為R22,四氟乙烷為R134,五氟

11、乙烷為R125等,對于相同分子的異構體編碼后面再加a、b等符號。屬于氟里昂的物質還可用所含元素的符號來表示,如R22表示為HCFC22等(見氟化合物2有機氟化合物)。 為了使工質有更好的熱力性能,可以將兩種或兩種以上的物質混合在一起使用,稱為混合工質,它們或是具有共同的沸點,稱為共沸工質,或是無共同沸點,稱為非共沸工質,共沸工質用5作首位以應用先后的次序編碼,如R500、R501、R502等。對臭氧層無破壞作用的工質以 4作首位,如 R401、 R402等。 氟里昂制冷劑中,凡含氯、溴元素的物質,均能破壞地球上空的臭氧層,因此都被列入禁止之列。如過認為物理、化學性質極佳的R12(CC12F2)

12、等已被禁用,含氯較少的R22(CHCl2F2)等也將于2030年前被淘汰。它們將被一些新開發的不含氯元素的制冷劑所取代,R134a代替R12等。基于氟里昂大都對地球具有溫度效應,所以一些自然物質如氨、丙烷等受到了重權 可以根據冷卻溫度的需要、壓縮機的型式等來選擇合適的工質。表1中所列是一些目前常涉及的制冷劑,其中包括部分禁用物質以作比較。2·5·2·載冷劑在工藝流程或其他需要冷卻的場合距離制冷裝置較遠,或者間接冷卻操作更方便時,應用載冷劑作為中間物質,將蒸發器產生的冷量傳輸到被冷卻對象處。常用的載冷劑如表2所示。載冷劑選擇首先應滿足最低溫度的要求,其次是價格、腐蝕性,毒性與爆炸危險、溶液比熱容等因素。氯化鈉與氯化鈣溶液有腐蝕性,但在中性與具有防腐劑情況下,它們在封閉系統中可工作用2030年而無破壞性的腐蝕作用;甘油溶液與酒精一水溶液的腐

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