The Role of Radicals in the Conversion of Trifluoromethane in the Flame of Methane–Oxygen Mixtures

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The mechanism of CF3H transformation in the flame of methane–oxygen mixtures of various compositions was calculated from the available experimental data on the concentrations of intermediates, taking into account only those elementary reactions whose kinetic parameters are known. In the flame of a CH4/O2 mixture, CF3H is destroyed in reactions with H, O, and OH without being regenerated, which disproves the classical (and still existing) ideas about the molecular mechanism of the transformation of initial reagents in the flame. In a rich mixture, the transformation mainly proceeds due to the reactions of CF3H, CF3, СF2, and COF2 with atomic hydrogen, competing with the stage of branching of the reaction chains that inhibit the combustion of methane in oxygen. In a stoichiometric and especially in a lean mixture, the role of oxidative processes involving O and OH increases, and the inhibition effect weakens. The resulting scheme qualitatively describes the entire known experimental picture observed during the combustion of CH4/O2/CF3H mixtures.

About the authors

S. N. Kopylov

All-Russian Research Institute for Fire Protection; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: firetest@mail.ru
143903, Balashikha, Russia; 115409, Moscow, Russia

P. S. Kopylov

State Fire Protection Service Academy

Email: firetest@mail.ru
129366, Moscow, Russia

I. P. Eltyshev

State Fire Protection Service Academy

Email: firetest@mail.ru
129366, Moscow, Russia

I. R. Begishev

State Fire Protection Service Academy

Author for correspondence.
Email: firetest@mail.ru
129366, Moscow, Russia

References

  1. ISO 14520-1: 2000 Gaseous fire-extinguishing systems – Physical properties and system design
  2. Максимов Б.Н., Барабанов В.Г., Серушкин И.Л. и др. Промышленные фторорганические продукты. СПб.: Химия, 1996. 544 с.
  3. The Kigali Amendment (2016): The amendment to the Montreal Protocol agreed by the Twenty-Eighth Meeting of the Parties (Kigali, 10-15 October 2016) http://ozone.unep.org/montreal-protocol-substances-deplete-ozone-layer/81853/2197
  4. Shebeko Yu.N., Azatyan V.V., Kopylov S.N. et al. // Combustion and Flame. 2000. V. 121. P. 542.
  5. Kopylov S.N., Nikonova E.V., Dorofeeva S.M., Bychkov V.D. Proceedings of the 6th International Seminar on Flame Structure – Brussels: Free University of Brussels, 2008. 11 p.
  6. Luo C., Dlugogorski B.Z., Kennedy E.M. Proceedings of the 7th HOTWC. 2004. NIST special pub. 984-2.
  7. Noto T., Babushok V., Hamins A., Tsang W. // Combustion and Flame. 1998. V. 112. P. 147.
  8. Williams B.A., L’Esperance D.M., Fleming J.W. // Ibid. 2000. V. 120. P. 160.
  9. Roessler J.F. Proc. Combust. Inst. 1998. V. 27. P. 287.
  10. Musick M., Van Tiggelen P.J. // Bull. Soc. Chim. Belg. 1996. V. 105. P. 555.
  11. Matsugi A., Shiina H. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2014. V. 87. P. 890.
  12. Herron J.T. J. // Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. P. 967.
  13. Srivason N.K., et al. // J. Phys. Chem. 2007. V. A111. P. 6822.
  14. Гардинер У. Химия горения. М.: Мир, 1988. 464 с.
  15. Кондратьев В.Н. Константы скорости газофазных реакций. М.: Наука, 1970.
  16. Takahashi K. et al. // J. Phys. Chem. 1998. V. A102. P. 8339.
  17. Marshall P. et al. Proceedings of the 7th HOTWC. 2004. NIST sp. pub. 984-2. P. 262.
  18. Tsai C., Fadden D.L. // J. Phys. Chem. 1989. V. 93. P. 2471.
  19. Yu H. et al. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 3020.
  20. Yamamori Y., Takashi K., Inomata T. // J. Phys. Chem. 1999. V. A103. P. 8803.
  21. Richter H., Vandooren J., Van Tiggelen P.J. // J. Phys. Chem. 1994. V. 91. P. 1748.
  22. Burgess D.R.F. et al. Thermochemical and Chemical Kinetic Data for Fluorinated Hydrocarbons. NIST Technical Note 1412. 1995.
  23. Garrett B.C., Truhlar D.G. // J. Am. Chem. Soc. 1979. V. 101. P. 5207.
  24. Richter H., Vandooren J., Van Tiggelen P.J. Symp. Int. Combust. Proc. 1994. V. 25. P. 825.
  25. Knyazev V.D., Bencsura A., Slage I.R. // J. Phys. Chem. 1997. V. A101. P. 849.
  26. Копылов С.Н. Дис. … докт. техн. наук. М.: ВНИИПО, 2001.
  27. Ryan K.R., Plumb I.C. // Plasma Chem. Plasma Process. 1984. V. 4. P. 271.
  28. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. 491 с.
  29. Франк-Каменецкий Д.А. Основы макрокинетики, диффузия, теплопередача в химической кинетике. Долгопрудный: “Интеллект”, 2008. 407 с.
  30. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М.: Мир, 1968. 592 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (56KB)
3.

Download (43KB)
4.

Download (61KB)

Copyright (c) 2023 С.Н. Копылов, П.С. Копылов, И.П. Елтышев, И.Р. Бегишев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».