§1-1環(huán)境問題與制冷工質(zhì)

第1章

環(huán)境保護(hù)和替代工質(zhì)的研究動向

環(huán)境問題與制冷工質(zhì)

制冷工質(zhì)的發(fā)展歷程及替代路線

替代工質(zhì)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢綠色環(huán)保制冷劑的展望3/4/202411制冷工質(zhì)1.1分類按化學(xué)成分按組成無機(jī)物氟里昂烷烴類He、NH3、H2O、CO2R22、R134a、R407C、R410aR290、R600a單一組分CO2、R22、R600a混合工質(zhì)共沸工質(zhì)非共沸工質(zhì)R502、R507R407C、R410A09:311.2制冷工質(zhì)命名無機(jī)化合物：R7(XX)

XX－分子量的整數(shù)部分。

例如：4He：R704

H2：R702

NH3：R717

H2O：R718CO2：R744

09:311.2制冷工質(zhì)命名氟利昂和烷烴類烷烴類分子通式：CmH2m+2

氟利昂分子通式：CmHnFxClyBrz

簡寫符號：R(m-1)(n+1)(x)B(z)

n+x+y+z=2m+2

數(shù)值為零時省去不寫同分異構(gòu)體在其最后加小寫英文字母09:311.2制冷工質(zhì)命名－氟利昂和烷烴類例：CmHnFxClyBrz

R(m-1)(n+1)(x)B(z)

二氟二氯甲烷:CF2Cl2m=1，n=0，x=2R12

三氟一溴甲烷:CF3Brm=1，n=0，x=3R13B1

二氟一氯甲烷:CHF2Clm=1，n=1，x=2R22

四氟乙烷：C2H2F4m=2，n=2，x=4,R134a兩個例外：正丁烷：R600

異丁烷：R600a09:311.2制冷工質(zhì)命名－氟利昂和烷烴類以上命名方式的問題：未表示出化合物元素不能直觀的看出制冷劑對環(huán)境的影響把R→可表示出化合物元素的符號09:311.2制冷工質(zhì)命名－氟利昂和烷烴類R?CFC、HCFC、HFC、HC:氯氟烴類物質(zhì):R?CFC：

R12

?

CFCl2氫氯氟烴類物質(zhì):R?

HCFC：

R22?HCFC22氫氟烴類物質(zhì):R?

HFC：

R134a

?

HFCl34a碳?xì)浠衔?R?

HC：

R600a?HC600a09:311.2制冷工質(zhì)命名非共沸混合制冷工質(zhì)：R4(XX)XX－命名的先后順序號，從00開始。例如：R407B、R407C等。共沸混合制冷工質(zhì)：R5(XX)XX－命名的先后順序號，從00開始例如：R502、…、R507等。09:312制冷工質(zhì)對環(huán)境的影響2.1對臭氧層的破壞和耗損1974：M.J.Molina＆F.S.Rowland發(fā)現(xiàn)，CFCs類物質(zhì)會產(chǎn)生改變自然界臭氧生長和消亡平衡的氯，從而造成對臭氧層的破壞。

2.2溫室效應(yīng)全球氣侯變化09:312.1對臭氧層的破壞和耗損大氣層0～15KM：對流層

15～50KM：平流層50～85KM：散逸層>85KM：電離層09:31臭氧層臭氧：O3O2＋UV→O＋OO2＋O→O3含量：>1／10610～50km：90％20～30km：1／105－臭氧層吸收有害紫外線（UV-B）09:31臭氧層空洞1985年英國科學(xué)家J·Fuman

發(fā)現(xiàn)：1980~1984年，南極上空春季臭氧含量大幅度下降－臭氧空洞每年8月開始逐漸形成，10達(dá)到最大，并于11～12月初消失09:31

09:31臭氧層空洞臭氧層空洞逐年擴(kuò)大1989：2000萬平方公里。1999：2500萬平方公里。2000年：2800萬平方公里＝4個澳大利亞。09:31臭氧層空洞09:31臭氧層破壞的危害

臭氧層破壞威脅人類生存：臭氧總量↓1％

→UV-B↑2％皮膚癌發(fā)病率↑2～4％；白內(nèi)障患者↑0.3～0.6％損壞人的免疫系統(tǒng)破壞生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)作物歉收、植物和動物的生態(tài)鏈?zhǔn)Ш?、某些物種滅絕引起新的環(huán)境問題09:31臭氧層破壞的危害09:31臭氧層破壞的危害2000年9月臭氧空洞直接籠罩在智利南端的彭塔阿雷納斯上空時，125000居民出門時即使天氣暖和，也要穿外套或者長袖襯衣，陰天也戴遮陽眼鏡。電視臺每日以太陽信號燈的形式播出紫外線強(qiáng)度預(yù)告，如果信號燈是紅色，家長們就不讓孩子們外出。有的學(xué)校升起標(biāo)識紫外線強(qiáng)度的旗幟，向家長發(fā)出警告。有關(guān)部門還在貧民區(qū)免費分發(fā)防曬油。人們的生活方式完全改變了。09:31臭氧層的破壞和耗損的原因宇宙高能粒子簇射破壞了臭氧層地球每隔27天就有2.5天要受到宇宙高能粒子簇射大量廢氣的排放使臭氧層出現(xiàn)空洞噴氣式飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈氟氯化物引起的化學(xué)反應(yīng)造成臭氧層空洞氟利昂、噴霧劑、發(fā)泡劑09:31CFCs是元兇1986、1987年NASA組織了數(shù)十個科學(xué)家兩次赴南極進(jìn)行臭氧探險活動，尋求揭示臭氧空洞形成的機(jī)理到目前為止，基于大量研究結(jié)果，科學(xué)家們已基本上取得了共識，南極臭氧洞是人類向大氣中排放的氟氯烴化合物（CFCs）等導(dǎo)致了大氣臭氧層的破壞。09:31CFCs如何破壞臭氧層？1974：M.J.Molina＆F.S.Rowland發(fā)現(xiàn)：CFCs分解產(chǎn)生氯原子氯原子分解臭氧分子氯原子重生，繼續(xù)分解臭氧09:312.2溫室效應(yīng)什么是溫室效應(yīng)？允許太陽短波輻射進(jìn)阻止其反射室內(nèi)溫度↑09:312.2溫室效應(yīng)－溫室氣體大氣層中有些氣體（H2O、CO2、CH4、O3、氟利昂等）具有和玻璃相似的性質(zhì)：短波輻射幾乎無衰減地通過吸收地球的長波輻射。09:312.2溫室效應(yīng)溫室氣體↑吸收地球輻射↑地球輻射凈量↓全球變暖09:312.2溫室效應(yīng)溫室氣體＝暖房玻璃09:312.2溫室效應(yīng)全球變暖的危害兩極冰雪融化，海平面上升，給沿海國家?guī)頌?zāi)難自然災(zāi)害加劇，出現(xiàn)頻率也將提高：颶風(fēng)、洪災(zāi)、干旱全球某些地區(qū)雨量增加，某些地區(qū)出現(xiàn)干旱生態(tài)系統(tǒng)破壞，某些物種滅絕09:31全球變暖的危害2005年11月21日，北京的氣溫創(chuàng)歷史同期最高點09:31全球變暖的危害全球繼續(xù)升溫，100年內(nèi)北極夏天冰雪將消失09:31全球變暖的危害最后一只北極熊絕望地坐在最后一塊冰面上09:31全球變暖的危害09:31全球變暖的危害09:31全球變暖的危害09:31全球變暖的危害非洲第一高峰—乞力馬扎羅山（60年代）09:31全球變暖的危害全球變暖導(dǎo)致非洲最高山峰冰雪融化09:31全球變暖的危害南極第二大冰山發(fā)生崩裂

09:312.3部分制冷工質(zhì)的ODP＆GWP為了評價制冷劑對環(huán)境的影響，引入兩個參數(shù)：ODP：臭氧層消耗指數(shù)(OzoneDepletionPotential)－相對于R11GWP：全球變暖潛能值(GlobalWarmingPotential)－相對于CO2有些資料使用相對于R11的值－HGWPGWP／HGWP＝350009:312.3部分制冷工質(zhì)的ODP＆GWP09:312.3部分制冷工質(zhì)的ODP＆GWPCFCs：CFC-11、12、113、114、115，ODP↑，GWP↑。→CFCs需要被控制和淘汰HFCs：HFC-32、125、134a、143aODP＝0，GWP↑。

不破壞臭氧層，但對全球變暖有較大影響，→對其排放量需加控制09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展1985.3：《保護(hù)臭氧層維也納公約》,176國簽署（2001.4)要求締約國采取適當(dāng)措施減少對臭氧層的破壞1987.9：《關(guān)于臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》,175國簽署（2001.4)CFCs、哈龍－受控物質(zhì)，HCFC－過渡物質(zhì)發(fā)達(dá)國家在1996.1.1前停止受控物質(zhì)的使用，并逐步削減過渡物質(zhì)的使用量發(fā)展中國家在2010年淘汰受控物質(zhì)的使用。09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展1990：《倫敦修正案》，147國簽署（2001.4)規(guī)定了逐年削減與禁用CFCs類和哈龍類物質(zhì)的要求和時間表

1993：《哥本哈根修正案》，120國簽署（2001.4)HCFCs－受控物質(zhì)，并規(guī)定了相應(yīng)的逐步削減與禁用時間表09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展所有國家的HCFC類物質(zhì)生產(chǎn)量于1996年1月1日起凍結(jié)至2004年1月1日削減35%2010年1月1日削減65%2020年1月1日削減99.5%（0.5%僅用于現(xiàn)有設(shè)備的維修）到2030年1月1日，削減100%。09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展1997：《蒙特利爾修正案》，56國簽署（2001.4)發(fā)達(dá)國家：進(jìn)一步將原定的HCFCs最后禁用時間從2030年提前到2020年，并把“基準(zhǔn)”從原來1989年CFCs消費量的3.1%改為2.8%。發(fā)展中國家：規(guī)定2016.1.1凍結(jié)在2015年的消費水平上，并于2030年1月1日起禁止生產(chǎn)與使用。09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展1999：《北京修正案》，5國簽署（2001.4)發(fā)達(dá)國家：于2004年將其HCFCs生產(chǎn)凍結(jié)在其1989年生產(chǎn)和消費的水平上，并在其后可以生產(chǎn)不超過其凍結(jié)水平的15%來滿足其國內(nèi)基本需求發(fā)展中國家：于2016年將其HCFCs生產(chǎn)凍結(jié)在其2015年生產(chǎn)和消費水平上，并在其后可以生產(chǎn)不超過其凍結(jié)水平的15%來滿足國內(nèi)基本需求。09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）：2003.1.1起禁用HCFC-141b發(fā)泡劑2010.1.1起凍結(jié)HCFC-22和HCFC-142b的生產(chǎn)，不再制造使用HCFC-22的新制冷空調(diào)設(shè)備2015.1.1起凍結(jié)HCFC-123和HCFC-124的生產(chǎn)2020.1.1起禁用HCFC-22和HCFC-141b，不再制造使用HCFC-123和HCFC-124的新設(shè)備2030.1.1起禁用HCFC-123和HCFC-12409:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展歐盟國家限制使用HCFCs的政策2001.1.1起嚴(yán)禁在新生產(chǎn)的制冷和空調(diào)產(chǎn)品中使用HCFCs2000.1.1起嚴(yán)禁在維修過程中使用新生產(chǎn)的HCFCs，允許使用回收的HCFCs2015.1.1起嚴(yán)禁使用所有的HCFC類物質(zhì)09:313環(huán)境保護(hù)的發(fā)展1992.6：《