RU2030432C1 - Working substance for absorption refrigerate machine - Google Patents

Working substance for absorption refrigerate machine Download PDF

Info

Publication number
RU2030432C1
RU2030432C1 RU92009144A RU92009144A RU2030432C1 RU 2030432 C1 RU2030432 C1 RU 2030432C1 RU 92009144 A RU92009144 A RU 92009144A RU 92009144 A RU92009144 A RU 92009144A RU 2030432 C1 RU2030432 C1 RU 2030432C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working substance
exchange resin
anion exchange
freon
strongly basic
Prior art date
Application number
RU92009144A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92009144A (en
Inventor
А.И. Моксяков
С.А. Филин
Original Assignee
Моксяков Александр Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Моксяков Александр Иванович filed Critical Моксяков Александр Иванович
Priority to RU92009144A priority Critical patent/RU2030432C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2030432C1 publication Critical patent/RU2030432C1/en
Publication of RU92009144A publication Critical patent/RU92009144A/en

Links

Images

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

FIELD: refrigeration engineering. SUBSTANCE: working substance has, wt. -% : difluorochloromethane 2.4-44.2; 1,1,1-trifluoroethane or 1,1-difluoroethane or 1,1,1,2-tetrafluoroethane 3.6-46.3; strong-based anionite in hydroxyl form 1.4-4.1, and methylpropylketone - the rest. EFFECT: enhanced quality of substance. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к рабочим веществам - поглотителям органических веществ, вырабатывающих холод при смешении двух жидкостей без изменения их агрегатного состояния, и может быть использовано в абсорбционных холодильных машинах, работающих, преимущественно, на фреонах. The invention relates to refrigeration, and in particular to working substances - absorbers of organic substances that produce cold when two liquids are mixed without changing their state of aggregation, and can be used in absorption refrigeration machines operating mainly on freons.

Известен хладагент, содержащий фреон-22 40-95 мас.% и 1,1,1-трифторэтан (фреон-143) остальное [1]. Known refrigerant containing Freon-22 40-95 wt.% And 1,1,1-trifluoroethane (Freon-143) the rest [1].

Однако известный хладагент содержит гидрофторхлоруглерод - фреон-22 в значительном количестве, являющийся озоноразрушающим (коэффициент активности - 0,05) со средним сроком пребывания в атмосфере - 20 лет (относительный парниковый эффект - 0,07), что делает его экологически загрязняющим веществом. Кроме того, фреон-22 обладает повышенной химической и термической нестабильностью и вызывает коррозию материала адсорбционной холодильной машины под действием продуктов деструкции хладагента - галогенводородных кислот и воды. Для известного хладагента требуется предварительное обезвоживание и удаление галогенводородных кислот. However, the known refrigerant contains hydrofluorochlorocarbon - Freon-22 in significant quantities, which is ozone-depleting (activity coefficient - 0.05) with an average residence time of 20 years (relative greenhouse effect - 0.07), which makes it an environmentally polluting substance. In addition, Freon-22 has increased chemical and thermal instability and causes corrosion of the material of the adsorption refrigeration machine under the influence of products of the destruction of the refrigerant - hydrogen halide and water. A known refrigerant requires prior dehydration and removal of hydrohalic acids.

Наиболее близким по технической сущности является рабочее вещество адсорбционных холодильных машин, содержащее метилпропилкетон и фреон-22 [2] . The closest in technical essence is the working substance of adsorption refrigeration machines containing methylpropyl ketone and Freon-22 [2].

Однако известное рабочее вещество содержит гидрофторхлоруглерод - фреон-22 (дифторхлорметан), являющийся озоноразрушающим (коэффициент озоноактивности - 0,05) со средним сроком пребывания в атмосфере - 20 лет (относительный парниковый потенциал - 0,07), что делает его экологически загрязняющим веществом. Кроме этого, дифторхлорметан обладает химической и термической нестабильностью, вызывая коррозию материала адсорбционной холодильной машины под действием продуктов деструкции рабочего вещества - галогеноводородных кислот и воды. Требуется при использовании предварительное обезвоживание рабочего вещества. However, the known working substance contains hydrofluorochlorocarbon - Freon-22 (difluorochloromethane), which is ozone-depleting (ozone activity coefficient - 0.05) with an average residence time of 20 years (relative greenhouse potential - 0.07), which makes it an environmentally polluting substance. In addition, difluorochloromethane has chemical and thermal instability, causing corrosion of the material of the adsorption refrigeration machine under the influence of degradation products of the working substance - hydrogen halide and water. It is required when using preliminary dehydration of the working substance.

Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение коррозионной активности рабочего вещества при повышении его экологической чистоты. Achievable technical result of the invention is to reduce the corrosive activity of the working substance while increasing its environmental cleanliness.

Технический результат достигается тем, что известное рабочее вещество адсорбционной холодильной машины, содержащее метилпропилкетон и дифторхлорметан, дополнительно содержит 1,1,1-трифторэтан или 1,1-дифторэтан, или 1,1,1,2-тетрафторэтан и сильноосновной анионит в гидроксильной форме при следующем соотношении компонентов, мас.%: Дифторхлорметан 2,4-44,2
1,1,1-Трифторэтан
или 1,1-дифторэтан,
или 1,1,1,2-тетра- фторэтан 3,6-46,3
Сильноосновной
анионит в гидрок- сильной форме 1,4-4,1 Метилпропилкетон Остальное
В качестве сильноосновного анионита в гидроксильной форме преимущественно используют АВ - 17х8 (удельный объем - 3,0 см3/г).
The technical result is achieved by the fact that the known working substance of an adsorption refrigeration machine containing methylpropyl ketone and difluorochloromethane additionally contains 1,1,1-trifluoroethane or 1,1-difluoroethane, or 1,1,1,2-tetrafluoroethane and strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form in the following ratio of components, wt.%: Difluorochloromethane 2.4-44.2
1,1,1-trifluoroethane
or 1,1-difluoroethane,
or 1,1,1,2-tetra-fluoroethane 3.6-46.3
Strongly basic
hydroxyl anion exchanger 1.4-4.1 Methyl propyl ketone
As a strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form, AB 17x8 (specific volume 3.0 cm 3 / g) is predominantly used.

Повышение экологический чистоты рабочего вещества достигается за счет использования хладагента - дифторхлорметана (фреона-22) в виде смеси с 1,1,1-трифторэтаном (фреон-143в, tкип. = - 47,6оС) или 1,1-дифторэтаном (фреон-152а, tкип.= -24,7оС, относительный парниковый эффект < 0,1), или 1,1,1,2-тетрафторэтаном (фреон-134а, tкип. = -26,8оС, относительный парниковый эффект < 0,2). Это позволяет снизить процентное содержание в хладагенте дифторхлорметана (фреона-22) и, как следствие, снизить его экологическую опасность, так как у всех вновь вводимых фреонов - 134а, -143в и -152а коэффициент озоноактивности равен 0. В итоге снижается общая азоноактивность хладагента примерно на порядок.Increased ecological cleanliness of the working substance is achieved by the use of refrigerant - difluorochloromethane (CFC-22) as a mixture with 1,1,1-trifluoroethane (freon-143B, t refluxing = -. 47.6 ° C) or 1,1-difluoroethane (freon 152a, t heated. = -24.7 ° C, the relative greenhouse effect <0.1) or 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CFC-134a, t heated. = -26.8 C. , relative greenhouse effect <0.2). This allows to reduce the percentage of difluorochloromethane (Freon-22) in the refrigerant and, as a consequence, to reduce its environmental hazard, since all newly introduced freons - 134a, -143v and -152a have an ozone activity coefficient of 0. As a result, the overall azo activity of the refrigerant is approximately an order of magnitude.

Фреоны - 134а, -143в и -152а обладают сравнительно с фреоном-22 несколько меньшей холодопроизводительностью, что может вызывать некоторое снижение удельной теплоемкости смеси каждого из этих фреонов с фреоном-22. Однако метилпропилкетон, входящий в рабочее вещество, не кипит в пределах рабочих температур кипения хладагента (-45)-(-25)оС в испарителе холодильной установки, так как сам по себе является высококипящим веществом с нормальной температурой кипения 101,7оС, тогда как используемые в рабочем веществе фреоны изменяют свое агрегатное состояние (кипят) в рабочем интервале температур кипения адсорбционной холодильной установки.Freons - 134a, -143b and -152a have a slightly lower cooling capacity compared with Freon-22, which may cause a slight decrease in the specific heat capacity of the mixture of each of these freons with Freon-22. However, methyl propyl belongs to the working substance, boils within the operating temperature refrigerant boiling (-45) - (- 25) ° C in the evaporator of the refrigeration unit, as itself a high boiling point substance having a normal boiling point of 101.7 ° C, whereas the freons used in the working substance change their state of aggregation (boil) in the working range of the boiling temperature of the adsorption refrigeration unit.

В составе предлагаемого рабочего вещества метилпропилкетон (МРТУ 6-09-52-88 марки "ч") кипит в интервале температур 65-100о С, тем самым увеличивая теплоемкость рабочего вещества и, как следствие, компенсирует частично величину потерь удельной теплоемкости хладагента за счет введения фреонов - 134а, -143в, -152а к фреону-22. Кроме этого метилпропилкетон за счет низкой упругости паров вследствие относительно высокой температуры кипения по сравнению с фреонами имеет высокую адсорбционную способность к содержащимся в рабочем веществе фреонам. И все фреоны (-22, -134а, -143в, -152а) при смешении с метилпропилкетоном в жидком состоянии, температура плавления которого составляет - 77,8оС, в результате образования водородных связей образуют смесь с отрицательным отклонением от закона Рауля. Следствием этого является поглощение тепла при образовании такого раствора. Все изложенное, в совокупности, позволяет компенсировать снижение удельной теплоемкости при введении в хладагент к фреону-22 фреонов -134а, -143в, -152а и повысить холодопроизводительность адсорбционной холодильной машины при одновременном повышении экологической чистоты рабочего вещества.In the composition of the proposed methyl propyl working substance (6-09-52-88 MRTU mark "h") boils in the temperature range 65-100 ° C, thereby increasing the specific heat of the working medium and, as a result, partially compensates for the magnitude of the specific heat capacity of the refrigerant losses due introduction of freons - 134a, -143b, -152a to freon-22. In addition, due to the low vapor pressure due to the relatively high boiling point, methylpropyl ketone has a high adsorption ability to freons contained in the working substance compared to freons. And freons (-22, 134a, -143v, -152a) methylpropyl when mixed with a liquid, which is the melting point of - 77.8 ° C, resulting in formation of hydrogen bonds to form a mixture with a negative deviation from Raoult's law. The consequence of this is the absorption of heat during the formation of such a solution. All of the above, in aggregate, makes it possible to compensate for the decrease in specific heat when introducing Freon-22 freons -134a, -143b, -152a into the refrigerant and to increase the cooling capacity of an adsorption refrigeration machine while increasing the environmental cleanliness of the working substance.

Как отмечалось выше, все фреоны, содержащиеся в рабочем веществе, являются химически и термически (при кипении) неустойчивыми и подвергаются частичному разложению в процессе эксплуатации адсорбционной холодильной установки с образованием галогеноводородных кислот и других соединений, вызывающих усиленную коррозию материала адсорбционной холодильной машины в процессе эксплуатации и вызывает преждевременный выход машины из строя. Причем вода, присутствующая в рабочем веществе, является катализатором распада фреонов по примерной схеме:
CCl2F2+2H2O

Figure 00000001
CO2+2HCl+2HF
Причем, как известно, гидросодержащие углероды растворяют значительное количество воды и растворимость ее значительно выше, чем в галогензамещенных углеродах, не содержащих водород. Поэтому для обязательного предварительного удаления воды из гидросодержащих углеродов с целью их стабилизации, что очень важно для надежного эксплуатационного процесса в холодильной машине, требуются значительные экономические и временные затраты на специальном оборудовании.As noted above, all freons contained in the working substance are chemically and thermally (upon boiling) unstable and undergo partial decomposition during operation of the adsorption refrigeration unit with the formation of hydrohalic acids and other compounds that cause increased corrosion of the material of the adsorption refrigeration machine during operation and causes premature machine failure. Moreover, the water present in the working substance is a catalyst for the decay of freons according to an exemplary scheme:
CCl 2 F 2 + 2H 2 O
Figure 00000001
CO 2 + 2HCl + 2HF
Moreover, as you know, hydrocontaining carbons dissolve a significant amount of water and its solubility is much higher than in halogenated carbons that do not contain hydrogen. Therefore, for the obligatory preliminary removal of water from hydro carbon-containing carbon in order to stabilize them, which is very important for a reliable operational process in the refrigeration machine, significant economic and time costs for special equipment are required.

Введение в рабочее вещество адсорбционной холодильной машины сильноосновного анионита в гидроксильной форме ГОСТ 20301-74 позволяет не только удалять галогенводородные кислоты, образующиеся при термическом и химическом распаде рабочего вещества, но не требует предварительного обязательного обезвоживания гидрофторуглеродов. Это происходит благодаря обнаруженному эффекту сверхэквивалентного поглощения галогенводородных кислот анионитом в присутствии воды, которое в 2-3 раза превышает его обменную емкость и увеличивается с увеличением влажности анионита. Увеличение сорбционной способности происходит по двум причинам. Во-первых, в результате экстракционного распределения хлористого (фтористого) водорода между органическим растворителем (метилпропилкетоном) и водой в фазе анионита, и, во-вторых, поскольку в фазе анионита получается очень концентрированный раствор кислоты (до 8М для влажного анионита), а для концентрированных растворов галогенводородных кислот сильно развиты процессы ассоциации, то обмен протекает не по схеме:
HCl+R-OH

Figure 00000002
R+H2O а по схеме R-OH+2HCl
Figure 00000003
RHCl2+H2O где R-ОН - схематическое изображение анионита.The introduction into the working substance of the adsorption refrigeration machine of strongly basic anion exchange resin in the hydroxyl form of GOST 20301-74 allows not only to remove the hydrohalic acids formed during the thermal and chemical decomposition of the working substance, but does not require preliminary mandatory dehydration of hydrofluorocarbons. This is due to the discovered effect of superequivalent absorption of hydrohalic acids by anion exchange resin in the presence of water, which is 2-3 times higher than its exchange capacity and increases with increasing humidity of the anion exchange resin. An increase in sorption ability occurs for two reasons. Firstly, as a result of the extraction distribution of hydrogen chloride (fluoride) between an organic solvent (methylpropyl ketone) and water in the anionite phase, and secondly, since a very concentrated acid solution is obtained in the anionite phase (up to 8M for wet anionite), and for of concentrated solutions of hydrohalic acids, association processes are strongly developed, then the exchange does not proceed according to the scheme:
HCl + R-OH
Figure 00000002
R + H 2 O a according to the scheme R-OH + 2HCl
Figure 00000003
RHCl 2 + H 2 O where R-OH is a schematic representation of anion exchange resin.

Причем вода, выделившаяся в результате ионного обмена, остается в анионите и увеличивает его обменную емкость. Для обеспечения высокой поглощающей способности анионита до тех пор, пока в нем не образуется достаточно воды в результате ионного обмена, анионит АВ-178 либо готовят сразу влажным, либо он поглощает воду из рабочего вещества, в том числе из гидрофторуглеводородов, присутствующую в них на уровне растворимости. Moreover, the water released as a result of ion exchange remains in the anion exchange resin and increases its exchange capacity. To ensure the high absorption capacity of the anion exchange resin until enough water is formed in it as a result of ion exchange, the AB-178 anion exchange resin is either prepared immediately wet, or it absorbs water from the working substance, including hydrofluorocarbons, which are present in them at a level solubility.

Таким образом, введение сильноосновного анионита в гидроксильной форме позволяет снизить коррозионную активность рабочего вещества по отношению к материалу оборудования адсорбционной холодильной установки и стабилизировать рабочее вещество, особенно фреоны, на весь период его эксплуатации за счет постоянного вывода из зоны реакции галогенводородных кислот и катализирующий процесс химического и термического распада фреонов воды. Thus, the introduction of a strongly basic anion exchanger in hydroxyl form allows one to reduce the corrosive activity of the working substance with respect to the material of the equipment of the adsorption refrigeration unit and to stabilize the working substance, especially freons, for the entire period of its operation due to the constant removal of hydrohalic acids from the reaction zone and the catalytic chemical and thermal decomposition of freon water.

Сильноосновной анионит представляет собой высокомолекулярное полимерное соединение трехмерной гелиевой или макропористой структуры, содержащей функциональные группы основного характера. В качестве сильноосновного анионита в предлагаемом рабочем веществе используют аниониты АВ-17х8 и АВ-17х8 ч С (гелиевая структура с четвертичной триметиламмониевой функциональной группой); АВ-17П и АВ-17-10П/08 (макропористая структура с четвертичной триметиламмониевой функциональной группой); АВ-29-12П (макропористая структура с четвертичной диметил- этаноламмониевой функциональной группой). Strongly basic anion exchange resin is a high molecular weight polymer compound of a three-dimensional helium or macroporous structure containing basic functional groups. As a strongly basic anion exchange resin in the proposed working substance, anion exchangers AB-17x8 and AB-17x8 h C (helium structure with a quaternary trimethylammonium functional group) are used; AB-17P and AV-17-10P / 08 (macroporous structure with a quaternary trimethylammonium functional group); AB-29-12P (macroporous structure with a quaternary dimethyl-ethanolammonium functional group).

Предлагаемое рабочее вещество адсорбционных холодильных машин готовят следующим образом. Осуществляют перевод сильноосновного анионита в гидроксильную форму пропусканием раствора NaOH через колонку, заполненную продажным сильноосновным анионитом в хлор-форме. Регенерацию сильноосновного анионита раствором NaOH проводят до отрицательной реакции на хлор-ионы в фильтрате. После этого анионит отмывают от щелочи водой. Затем анионит высушивают до постоянной массы в вакуумном сушильном шкафу. Сухой анионит рассеивают и отбирают фракцию 0,63-0,80 мм. Для получения влажного анионита его выдерживают в изолированном сосуде до установления равновесия с парами воды над раствором серной кислоты. The proposed working substance adsorption refrigeration machines are prepared as follows. The strongly basic anion exchange resin is converted to the hydroxyl form by passing a NaOH solution through a column filled with a commercial strongly basic anion exchange resin in chlorine form. The regeneration of a strongly basic anion exchange resin with a NaOH solution is carried out until a negative reaction to chlorine ions in the filtrate is carried out. After this, the anion exchange resin is washed from alkali with water. Then the anion exchange resin is dried to constant weight in a vacuum oven. Dry anion exchange resin is dispersed and a fraction of 0.63-0.80 mm is taken. To obtain a wet anion exchange resin, it is kept in an isolated vessel until equilibrium is established with water vapor over a solution of sulfuric acid.

После приготовления сильноосновного анионита в гидроксильной форме его взвешивают в количестве 1,4-4,1 мас.%, например 14-41 г анионита, и помещают в предварительно очищенный от растворенных газов метилпропилкетон, взятый в количестве 5,4-93,2 мас.%, например 54-932 г метилпропилкетона. After preparation of the strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form, it is weighed in an amount of 1.4-4.1 wt.%, For example 14-41 g of anion exchange resin, and placed in methylpropyl ketone, previously purified from dissolved gases, taken in an amount of 5.4-93.2 wt. %, for example 54-932 g of methylpropyl ketone.

После этого предварительно очищают и смешивают фреон-22 с фреоном - 134а, -143в или -152а в соотношении 2,4-44,2 мас.% к 3,6-46,3 мас.%, например 24-442 г к 30-463 г соответственно. Термостатируют в индивидуальных баллонах до достижения одинаковых температур метилпропилкетон с сильноосновным анионитом и смесь фреона-22 с фреоном -134а, -143в или -152а. Когда температуры сравниваются, открывают вентили и по соединительному каналу смесь фреона-22 с фреоном -134а, -143в или -152а под давлением поступает в баллон с метилпропилкетоном с сильноосновным анионитом, дополняя второй баллон до 100 мас.%, до 1000 г. After that, Freon-22 is pre-cleaned and mixed with Freon-134a, -143b or -152a in a ratio of 2.4-44.2 wt.% To 3.6-46.3 wt.%, For example 24-442 g to 30 -463 g, respectively. Thermostat in individual cylinders until the same temperatures are reached methylpropyl ketone with strongly basic anion exchange resin and a mixture of Freon-22 with Freon -134a, -143b or -152a. When the temperatures are compared, the valves open and through the connecting channel the mixture of Freon-22 with Freon -134a, -143b or -152a under pressure enters the cylinder with methylpropylketone with strongly basic anion exchange resin, supplementing the second cylinder to 100 wt.%, Up to 1000 g.

Полученное рабочее вещество позволяет обеспечить предотвращение коррозии материала адсорбционной холодильной машины под действием продуктов химического и термического распада компонентов рабочего вещества при повышении его экологической чистоты (снижения озонной активности) и сохранении или некотором повышении холодопроизводительности. The obtained working substance allows to prevent corrosion of the material of the adsorption refrigeration machine under the action of products of chemical and thermal decomposition of the components of the working substance while increasing its environmental purity (reducing ozone activity) and maintaining or some increase in cooling capacity.

В таблице представлены экспериментальные данные по изучению степени защиты углеродистой стали, луженой оловом, и сплава алюминия марки АМГ-6 при различных соотношениях компонентов в рабочем теле. The table presents experimental data on the degree of protection of carbon steel, tin-plated with tin, and aluminum alloy grade AMG-6 at various ratios of components in the working fluid.

Коррозионные испытания проводили в условиях испарения - конденсации при 100оС в течение 96 ч на пластинах габаритом 30х30х50 мм из Ст3, луженой оловом, и из сплава алюминия АМГ-6. Скорость коррозии определяли гравиметрическим методом.Corrosion tests were carried out in conditions of evaporation - condensation at 100 ° C for 96 hours on plates 30h30h50 mm clearance from St3, tinned tin, and alloy AMG-6 aluminum. The corrosion rate was determined by the gravimetric method.

Результаты испытаний, представленные в таблице, после месячной эксплуатации в рабочем веществе с кипящим хладагентом, показали что оптимальные концентрации компонентов лежат в интервале, представленном в примерах 2-6, 8-11. При этом достигается максимальный защитный эффект для стали, луженой оловом, и сплава алюминия АМГ-6 не менее, чем на порядок больший в сравнении с прототипом (пример N 12). The test results presented in the table, after a month of operation in a working substance with boiling refrigerant, showed that the optimal concentrations of the components are in the range presented in examples 2-6, 8-11. At the same time, the maximum protective effect is achieved for tin-plated steel and AMG-6 aluminum alloy not less than an order of magnitude greater in comparison with the prototype (example No. 12).

В случае выхода концентрации сильноосновного анионита АВ-17х8 ниже граничного значения 1,4 мас. % (пример N 1) происходит резкое ухудшение коррозионной защиты стали, луженой оловом, и сплава алюминия АМГ-6, что обусловлено недостаточным содержанием анионита в объеме рабочего вещества и, как следствие, невозможностью полного вывода из зоны контакта со сталью, луженой оловом, и сплавом алюминия АМГ-6, образующихся при химическом и термическом распаде фреонов галогенводородных кислот и воды. In the event that the concentration of the strongly basic anion exchange resin AB-17x8 is lower than the boundary value of 1.4 wt. % (example N 1) there is a sharp deterioration in the corrosion protection of tin-plated steel and AMG-6 aluminum alloy, which is due to the insufficient content of anion exchange resin in the volume of the working substance and, as a result, the inability to completely withdraw from the contact zone with tin-plated steel, and AMG-6 aluminum alloy formed during the chemical and thermal decomposition of freons of hydrogen halide acids and water.

Превышение концентрации сильноосновного анионита выше граничного значения 4,1 мас. % (пример 7) является нецелесообразным вследствие того, что увеличение расхода анионита не приводит к повышению степени защиты стали, луженой оловом, и сплава алюминия АМГ-6, а избыточное распыление анионита может приводить к ухудшению холодопроизводительности рабочего вещества. Использование в качестве сильноосновного анионита марок АВ-17х8чС, АВ-17П, АВ-17-10П/08 и АВ-29-12П привело, примерно, к аналогичным результатам (примеры 8-11). The excess concentration of strongly basic anion exchange resin above the boundary value of 4.1 wt. % (example 7) is impractical due to the fact that increasing the consumption of anion exchange resin does not increase the degree of protection of tin-plated steel and AMG-6 aluminum alloy, and excessive spraying of anion exchange resin can lead to a decrease in the cooling capacity of the working substance. The use of the brands AB-17x8chS, AV-17P, AV-17-10P / 08 and AV-29-12P as a strongly basic anion exchange resin led to approximately the same results (examples 8-11).

При выходе содержания фреонов из метилпропилкетона за граничные значения: менее 2,4 мас.% для фреона-22, менее 3,0 мас.% для фреонов -143в, 134а, или -152а, менее 5,4 мас.% для метилпропилкетона, а также свыше 44,2 мас.% для фреона-22, свыше 46,3 мас.% для фреонов -143в, -134а, или -152а и свыше 93,2 мас.% для метилпропилкетона, адсорбционная холодильная машина не вырабатывает холода для внешнего потребителя, а работает только на потери в окружающую среду. When the content of freons from methylpropyl ketone goes beyond the boundary values: less than 2.4 wt.% For freon-22, less than 3.0 wt.% For freons -143v, 134a, or -152a, less than 5.4 wt.% For methylpropylketone, as well as over 44.2 wt.% for Freon-22, over 46.3 wt.% for Freon -143B, -134a, or -152a and over 93.2 wt.% for methylpropyl ketone, the adsorption refrigeration machine does not produce cold for external consumer, and only works on losses to the environment.

Оптимальным сильноосновным анионитом является АВ-17х8чС оптимальной концентрацией 3,9-4,1 мас.%. The optimal strongly basic anion exchange resin is AB-17x8hC with an optimal concentration of 3.9-4.1 wt.%.

Оптимальным гидрофторуглеродом является фреон-152а с оптимальной концентрацией 15-35 мас.%, обеспечивающий в совокупности, как отмечалось выше, с интегральной теплотой смешения при растворении в метилпропилкетоне холодопроизводительность, несколько превышающую холодопроизводительность рабочего вещества по прототипу с тепловым коэффициентом смеси 0,099 и 0,092 соответственно. Тепловой коэффициент смеси Ψоценивали по соотношению:
Ψ =

Figure 00000004
=
Figure 00000005
где R =
Figure 00000006

ΔН - интегральная теплота смешения при определенной концентрации компонентов, кДж/кг;
Δ Т - разность температур кипения компонентов, оС;
rпар - теплота парообразования компонента, температура кипения которого минимальна.The optimal hydrofluorocarbon is Freon-152a with an optimal concentration of 15-35 wt.%, Which provides, as noted above, with the integrated heat of mixing when dissolved in methylpropyl ketone, the refrigerating capacity is slightly higher than the refrigerating capacity of the working substance according to the prototype with a thermal coefficient of the mixture of 0.099 and 0.092, respectively. The thermal coefficient of the mixture was estimated by the ratio:
Ψ =
Figure 00000004
=
Figure 00000005
where R =
Figure 00000006

ΔН is the integral heat of mixing at a certain concentration of components, kJ / kg;
Δ T is the difference in boiling temperature of the components, о С;
r steam is the heat of vaporization of the component, the boiling point of which is minimal.

Интегральная теплота смешения Н определяется по формуле
H

Figure 00000007
=
Figure 00000008
где Ссм - теплоемкость смеси кДж/(кг˙град);
mсм - масса смеси, кг;
Δt - падение температуры в результате смешения компонентов;
Ск - теплоемкость калориметра кДж/(кг˙град).The integral heat of mixing N is determined by the formula
H
Figure 00000007
=
Figure 00000008
where C cm is the heat capacity of the mixture kJ / (kg˙ grad);
m cm is the mass of the mixture, kg;
Δt is the temperature drop as a result of mixing of the components;
With to - the heat capacity of the calorimeter kJ / (kg˙ grad).

При вводе в рабочее вещество фреонов - 143в, или -134а тепловой коэффициент смешения получен 0,096 и 0,094 соответственно. Однако в пределах ошибки эксперимента они все примерно равны. When Freon was introduced into the working substance, 143B, or -134a, the thermal mixing coefficient was obtained at 0.096 and 0.094, respectively. However, within the experimental error, they are all approximately equal.

На основании изложенного достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является:
Снижение коррозионной активности рабочего вещества не менее, чем на порядок по отношению к материалу адсорбционной холодильной машины за счет введения сильноосновного анионита в гидроксильной форме, выводящего из рабочего вещества продукты химического и термического распада фреонов - галогеноводородные кислоты и воду.
Based on the foregoing achievable technical result of the invention is:
The decrease in the corrosive activity of the working substance is no less than an order of magnitude relative to the material of the adsorption refrigeration machine due to the introduction of a strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form, which removes the products of chemical and thermal decomposition of freons - hydrogen halide and water from the working substance.

Позволяет повысить экологическую чистоту рабочего вещества на 50-90% за счет уменьшения содержания в рабочем веществе озоноактивного фреона-22 и использования его как хладагента в смеси с озононеактивными фреонами - 134а, -143в и 152а, а также за счет поглощения анионитом галогенводородных кислот при сохранении или некотором повышении величины холодопроизводительности и теплового коэффициента смешения. It allows to increase the ecological purity of the working substance by 50-90% by reducing the content of ozone-active freon-22 in the working substance and using it as a refrigerant in a mixture with ozone-inactive freons - 134a, -143b and 152a, as well as due to the absorption of hydrogen halide by the anionite while maintaining or some increase in cooling capacity and thermal mixing coefficient.

Позволяет использовать компоненты рабочего вещества и, прежде всего, фреон без предварительного обезвоживания для повышения их химической стабильности за счет введения сильноосновного анионита. It allows you to use the components of the working substance and, first of all, freon without preliminary dehydration to increase their chemical stability due to the introduction of strongly basic anion exchange resin.

Позволяет повысить химическую и термическую стабильность рабочего вещества не менее чем на порядок за счет поглощения сильноосновным анионитом из него воды, катализирующей процесс его деструкции, и галогенводородных кислот, приводящих к разрушению материала адсорбционной холодильной машины и попаданию продуктов такого разрушения материала в рабочее вещество. It makes it possible to increase the chemical and thermal stability of the working substance by at least an order of magnitude due to the absorption of strongly basic anion exchange resin from it, catalyzing the process of its destruction, and hydrogen halide acids, which lead to the destruction of the material of the adsorption refrigeration machine and the products of such destruction of the material entering the working substance.

Предложенное рабочее вещество может быть использовано в абсорбционных холодильных машинах для получения температуры в испарителе от -30 до 30оС.The proposed working substance can be used in absorption refrigeration machines to obtain a temperature in the evaporator from -30 to 30 about C.

Claims (1)

1. РАБОЧЕЕ ВЕЩЕСТВО АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее метилпропилкетон и дифторхлорметан, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 1,1,1-трифторэтан или 1,1-дифторэтан, или 1,1,1,2-тетрафторэтан и сильноосновной анионит в гидроксильной форме при следующем соотношении компонентов, мас.%
Дифторхлорметан - 2,4 - 44,2
1,1,1-Трифторэтан, или 1,1-дифторэтан, или 1,1,1,2-тетрафтор - 3,6 - 46,3
Сильноосновной анионит в гидроксильной форме - 1,4 - 4,1
Метилпропилкетон - Остальное
2. Рабочее вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит сильноосновной анионит марки АВ - 17х8 в гидроксильной форме.
1. WORKING MATERIAL OF AN ABSORPTION REFRIGERATING MACHINE, containing methylpropyl ketone and difluorochloromethane, characterized in that it further comprises 1,1,1-trifluoroethane or 1,1-difluoroethane, or 1,1,1,2-tetrafluoroethane and a strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form in the following ratio of components, wt.%
Difluorochloromethane - 2.4 - 44.2
1,1,1-trifluoroethane, or 1,1-difluoroethane, or 1,1,1,2-tetrafluoro - 3.6 - 46.3
Strongly basic anion exchange resin in hydroxyl form - 1.4 - 4.1
Methyl Propyl Ketone - Else
2. The working substance according to claim 1, characterized in that it contains a strongly basic anion exchange resin brand AB - 17x8 in hydroxyl form.
RU92009144A 1992-11-30 1992-11-30 Working substance for absorption refrigerate machine RU2030432C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009144A RU2030432C1 (en) 1992-11-30 1992-11-30 Working substance for absorption refrigerate machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009144A RU2030432C1 (en) 1992-11-30 1992-11-30 Working substance for absorption refrigerate machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2030432C1 true RU2030432C1 (en) 1995-03-10
RU92009144A RU92009144A (en) 1996-12-20

Family

ID=20132852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92009144A RU2030432C1 (en) 1992-11-30 1992-11-30 Working substance for absorption refrigerate machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2030432C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 4923626, кл. C 09K 5/04, 1990. *
2. Авторское свидетельство СССР N 730785, кл. C 09K 3/32, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8069687B2 (en) Working media for refrigeration processes
EP0062516B1 (en) Composition for absorption refrigeration
CA2105565C (en) Non-azeotropic refrigerant compositions comprising difluoromethane; 1,1,1-trifluoroethane; or propane
JP5084986B2 (en) Compositions of difluoromethane, pentafluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane and hydrocarbons
CN1029625C (en) Constant boiling compositions of fluorinated hydrocarbons
EP2615079B1 (en) Method for removing moisture from hydrofluoroolefine compounds
EP2258787A2 (en) Absorption cycle utilizing ionic liquid as working fluid
KR20110102364A (en) Absorption cycle system having dual absorption circuits
JP5446710B2 (en) Dehydrating agent for refrigerant and dehydrating method using the same
KR20110095282A (en) Absorption cycle utilizing ionic compounds and/or non-ionic absorbents as working fluids
US5725637A (en) Gas dehydration process
CN112812747A (en) Fully-immersed single-phase liquid coolant suitable for IT equipment and application thereof
RU2030432C1 (en) Working substance for absorption refrigerate machine
US5632966A (en) Process for hydrogen fluoride separation
JP5113854B2 (en) Method of absorbing methyl acrolein with ionic liquid
US4448031A (en) Process for cold and/or heat production with use of carbon dioxide and a condensable fluid
Nessakh et al. Efficiency of two working fluids constituted of a deep eutectic solvent and water in absorption heat transformer
US5577388A (en) Aqueous absorption fluids
EP0061932B1 (en) Composition for use in oil recovery, its method of use, and novel surfactant compounds
JPH01198679A (en) Absorbing solution for absorption refrigerator
CN108911946B (en) Method for removing HF in fluoro-compound by using ionic liquid
US2040898A (en) Absorption refrigeration
US2386798A (en) Recovery of catalysts
CN108689797B (en) Method for removing HCl in fluorinated compound by using ionic liquid
EP0668897A1 (en) Azeotrope-like compositions of difluoromethane, pentafluoroethane and 1,1,1-trifluoroethane