ЧИСЕЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ПРОДУКТІВ РОЗКЛАДАННЯ ФОСФОРОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН В УМОВАХ ЛАНЦЮГОВОГО ГОРІННЯ

УДК 544.128.12 • Випуск 27 / 2017 • 157 — 170 сторінки

Кукуєва В.В, Забулонов Ю.Л.

Кукуєва В.В. канд. х.н., докторант, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України, vitalina.kukueva@gmail.com

Забулонов Ю.Л., д.т.н., член-кореспондент НАН України, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України , zabulonov@mail.ru

Анотація

Шляхом чисельного моделювання проведено дослідження елементарних реакцій, що відбуваються в процесі розкладання фосфорорганічних речовин – інгібіторів ланцюгового горіння. Розраховано енергії активації основних стадій. Показано, що в процесі деструкції досліджуваних молекул, які визнані інгібіторами горіння, утворюються продукти, що можуть зв’язувати активні радикали полум’я і, таким чином, впливати на швидкість горіння. Серед двох розглянутих механізмів інгібування полум’я перевагу віддано механізму Коробейнічева.

Ключові слова: інгібування, квантово-хімічний розрахунок, механізм хімічної реакції, продукти деструкції.

 

Стаття

Література

  1. Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, with later amendments, http://www.ciesin.org/TG/PI/POLICY/montpro.html.
  2. Tapscott R.E., Mather J.D., Heinonen E.W., Lifke J. L. and Moore T.A., Identification and Proof Testing of New Total Flooding Agents: Combustion Suppression Chemistry and Cup Burner Testing, Final Report, NMERI Report No. 97/6/33010, U. S. Department of Defense, Strategic 77 Environmental Research and Development Program and Defense Advance Research Projects Agency, Arlington, Virginia, May 1998.
  3. 3. MacDonald M. A., Jayaweera T.M., Fishe E.M, and Gouldin F.C. “Inhibition of Non-Premixed Flames by Dimethyl Methylphosphonate,” Technical Meeting, Central States Section of The Combustion Institute, 27-29 April 1997, Point Clear, Alabama.
  4. Babushok V. Tsang W. Influence of Phosphorus-Containing Fire Suppressants on Flame Propagation / V.Babushok, and – Proceedings, Third International Conference on Fire Research and Engineering. – Chicago, Illinois. – 4–8 October 1999. – PP. 257–267.
  5. Linteris G.T. Suppression of Cup-Burner Diffusion Flames by Super-Effective Chemical Inhibitors and Inert Compounds / Halon Options Technical Working Conference: Int. conf. 24–26 April 2001 – Albuquerque, New Mexico, 2001. – P.178.
  6. Korobeinichev O.P. Bolshova T.A., Shvartsberg V.M. and Chernov A.A. Inhibition and promotion of combustion by organophosphorus compounds added to flames of CH4 or H2 in O2 and Ar // Combustion and Flame. – 2001. – V. 125, 1–2. – PP. 744–751.
  7. Michalkova A.A, Leonid Gorb and Jerzy Leszczynski. Quest for efficient methods of desintegration of organophosphorus compounds: modelling adsorption and decomposition processes // Ch. 16, in “Modeling Adsorption and Decomposition Processes”, in book: Molecular Materials with Specific interactions – Modeling and design,(Ed.) W.A.Sokalski. – 2007. – 598 p.
  8. Кукуєва В.В., Водяницький О.О., Рига Т.М. Екологічні аспекти дослідження фосфорорганічних речовин // Екологія та освіта: актуальні проблеми природокористування в умовах наростаючих ризиків техногенних катастроф: Міжн. наук.-техн. конф., 19–20 квітня 2012 р.: тез. доп. – Черкаси, 2012. – С. 214–216.
  9. Nogueira M.F.M., Fisher E.M. Effect of Dimethyl Methylphosphonate on a Premixed CH4/O2/Ar Flame // presented for the Joint US Section Meeting: The Combustion Institute, Washington, D. C. – March, 1999.
  10. Wainer R.T., McNesby K.L., Daniel R.G., Miziolek A.W., Babushok V.I., Experimental and Mechanistic Investigation of Opposed-Flow Propane/Air Flames by Phosphorus-Containing Compounds. /Halon Options Technical Working Conference HOTWC-2000, 2000, Albuquerque.
  11. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности / М.: Изд-во АН СССР. – 1958. – 686 с.
  12. Jayaweera T.M., Milius C.F., Pitz W.J., Westbrook C.K., Korobeinichev O.P., Shvartsberg V.M., Shmakov A.G., Rybitskaya I.V., Curran H.J. Flame inhibition by phosphorus-containing compounds over a range of equivalence ratios. – Combustion and Flame, 140, (2005) 103-115
  13. Westbrook C.K. Inhibition of Hydrocarbon Oxidation in Laminar Flames and Detonations by Halogenated Compounds / Proc. Combust. Inst. – 1982. – V. 19. – P. 127.
  14. Westbrook C.K. Numerical Modeling of Flame Inhibition by CF3Br / C.K.Westbrook. – Combust. Sci. Technol. – 1983. – V. 34. – PP. 201–225.
  15. MacDonald, M.A.; Gouldin, F.C.; Fisher, E.M. Temperature dependence of phosphorus- based flame inhibition / Combustion and flame  124(4), 2001, pp. 668-683
  16. Twarowski A. The influence of phosphorus oxides and acids on rate of H+OH recombination // Combust. Flame.-1984.- V. 94. – P. 91-107.
  17. Twarowski A. Reduction of a phosphorus oxide and acid reaction set //Combust. Flame.- 1995. – v.102. – P. 41-54.
  18. Twarowski A. The temperature dependence of H+OH recombination in phosphorus oxide containing post- combustion gases // Combust. Flame. – 1996. – V.105. – P.407-413.
  19. Granovsky A.A. URL http: // classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html GAMESS PC.
  20. Werner J.H., Cool T.A. Kinetic Model for the Decomposition of DMMP in a Hydrogen/Oxygen Flame // Combust. Flame. – 1999. – V. 117 – PP. 78–98.
  21. Коробейничев O.П., Шварцберг В.М., Ильин С.Б. Химия деструкции фосфорорганических соединений в водородно-кислородных пламенах // Физика горения и взрыва. – 1997. – T.33, № 3. – C. 32–48.
  22. Korobeinichev O.P. Ilyin S.B., Mokrushin V.V. and Shmakov A.G. Destruction chemistry of dimethyl methylphosphonate in H2/O2 flame studied by molecular beam mass spectrometry // Combust. Sci. Technol. – 1996. – V. 116. – P.51–67.
  23. Korobeinichev O.P., Ilyin S.B., Shvartsberg V.M. and Chernov A.A.. The Destruction Chemistry of Organophosphorus Compounds in Flames – I: Quantitative Determination of Final Phosphorus-containing Combustion Produts Composition in Hydrogen-Oxygen Flame // Combust. Flame. – 1999. – 118. – PP. 718–726.
  24. Пат. №39937 Україна, A62D 1/00. Застосування високодисперсного фосфоровмісного кремнезему к активної основи для вогнегасних порошків багатоцільового призначення / В.В. Кукуєва, В.М. Богатирьов, В.В. Лобанов. – Заявл. 12.06.2008;Опубл.25.03.2009; Бюл. № 6. – 4 с.