环境问题与制冷工质.ppt

2020 1 10 1 第1章环境保护和替代工质的研究动向 环境问题与制冷工质制冷工质的发展历程及替代路线替代工质研究现状及发展趋势绿色环保制冷剂的展望 22 17 1制冷工质 1 1分类 按化学成分 按组成 无机物 氟里昂 烷烃类 He NH3 H2O CO2 R22 R134a R407C R410a R290 R600a 单一组分 CO2 R22 R600a 混合工质 共沸工质 非共沸工质 R502 R507 R407C R410A 22 17 1 2制冷工质命名 无机化合物 R7 XX XX 分子量的整数部分 例如 4He R704H2 R702NH3 R717H2O R718CO2 R744 22 17 1 2制冷工质命名 氟利昂和烷烃类烷烃类分子通式 CmH2m 2氟利昂分子通式 CmHnFxClyBrz简写符号 R m 1 n 1 x B z n x y z 2m 2数值为零时省去不写同分异构体在其最后加小写英文字母 22 17 1 2制冷工质命名 氟利昂和烷烃类 例 CmHnFxClyBrzR 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两个例外 正丁烷 R600异丁烷 R600a 22 17 1 2制冷工质命名 氟利昂和烷烃类 以上命名方式的问题 未表示出化合物元素不能直观的看出制冷剂对环境的影响把R 可表示出化合物元素的符号 22 17 1 2制冷工质命名 氟利昂和烷烃类 R CFC HCFC HFC HC 氯氟烃类物质 R CFC R12 CFCl2氢氯氟烃类物质 R HCFC R22 HCFC22氢氟烃类物质 R HFC R134a HFCl34a碳氢化合物 R HC R600a HC600a 22 17 1 2制冷工质命名 非共沸混合制冷工质 R4 XX XX 命名的先后顺序号 从00开始 例如 R407B R407C等 共沸混合制冷工质 R5 XX XX 命名的先后顺序号 从00开始例如 R502 R507等 22 17 2制冷工质对环境的影响 2 1对臭氧层的破坏和耗损1974 M J Molina F S Rowland发现 CFCs类物质会产生改变自然界臭氧生长和消亡平衡的氯 从而造成对臭氧层的破坏 2 2温室效应全球气侯变化 22 17 2 1对臭氧层的破坏和耗损 大气层0 15KM 对流层15 50KM 平流层50 85KM 散逸层 85KM 电离层 22 17 臭氧层 臭氧 O3O2 UV O OO2 O O3含量 1 10610 50km 90 20 30km 1 105 臭氧层吸收有害紫外线 UV B 22 17 臭氧层空洞 1985年英国科学家J Fuman发现 1980 1984年 南极上空春季臭氧含量大幅度下降 臭氧空洞每年8月开始逐渐形成 10达到最大 并于11 12月初消失 22 17 22 17 臭氧层空洞 臭氧层空洞逐年扩大1989 2000万平方公里 1999 2500万平方公里 2000年 2800万平方公里 4个澳大利亚 22 17 臭氧层空洞 22 17 臭氧层破坏的危害 臭氧层破坏威胁人类生存 臭氧总量 1 UV B 2 皮肤癌发病率 2 4 白内障患者 0 3 0 6 损坏人的免疫系统破坏生态系统 农作物歉收 植物和动物的生态链失衡 某些物种灭绝引起新的环境问题 22 17 臭氧层破坏的危害 22 17 臭氧层破坏的危害 2000年9月臭氧空洞直接笼罩在智利南端的彭塔阿雷纳斯上空时 125000居民出门时即使天气暖和 也要穿外套或者长袖衬衣 阴天也戴遮阳眼镜 电视台每日以太阳信号灯的形式播出紫外线强度预告 如果信号灯是红色 家长们就不让孩子们外出 有的学校升起标识紫外线强度的旗帜 向家长发出警告 有关部门还在贫民区免费分发防晒油 人们的生活方式完全改变了 22 17 臭氧层的破坏和耗损的原因 宇宙高能粒子簇射破坏了臭氧层地球每隔27天就有2 5天要受到宇宙高能粒子簇射大量废气的排放使臭氧层出现空洞喷气式飞机 火箭 导弹氟氯化物引起的化学反应造成臭氧层空洞氟利昂 喷雾剂 发泡剂 22 17 CFCs是元凶 1986 1987年NASA组织了数十个科学家两次赴南极进行臭氧探险活动 寻求揭示臭氧空洞形成的机理到目前为止 基于大量研究结果 科学家们已基本上取得了共识 南极臭氧洞是人类向大气中排放的氟氯烃化合物 CFCs 等导致了大气臭氧层的破坏 22 17 CFCs如何破坏臭氧层 1974 M J Molina F S Rowland发现 CFCs分解产生氯原子氯原子分解臭氧分子氯原子重生 继续分解臭氧 22 17 2 2温室效应 什么是温室效应 允许太阳短波辐射进阻止其反射室内温度 22 17 2 2温室效应 温室气体 大气层中有些气体 H2O CO2 CH4 O3 氟利昂等 具有和玻璃相似的性质 短波辐射几乎无衰减地通过吸收地球的长波辐射 22 17 2 2温室效应 温室气体 吸收地球辐射 地球辐射净量 全球变暖 22 17 2 2温室效应 温室气体 暖房玻璃 22 17 2 2温室效应 全球变暖的危害两极冰雪融化 海平面上升 给沿海国家带来灾难自然灾害加剧 出现频率也将提高 飓风 洪灾 干旱全球某些地区雨量增加 某些地区出现干旱生态系统破坏 某些物种灭绝 22 17 全球变暖的危害 2005年11月21日 北京的气温创历史同期最高点 22 17 全球变暖的危害 全球继续升温 100年内北极夏天冰雪将消失 22 17 全球变暖的危害 最后一只北极熊绝望地坐在最后一块冰面上 22 17 全球变暖的危害 22 17 全球变暖的危害 22 17 全球变暖的危害 22 17 全球变暖的危害 非洲第一高峰 乞力马扎罗山 60年代 22 17 全球变暖的危害 全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化 22 17 全球变暖的危害 南极第二大冰山发生崩裂 22 17 2 3部分制冷工质的ODP GWP 为了评价制冷剂对环境的影响 引入两个参数 ODP 臭氧层消耗指数 OzoneDepletionPotential 相对于R11GWP 全球变暖潜能值 GlobalWarmingPotential 相对于CO2有些资料使用相对于R11的值 HGWPGWP HGWP 3500 22 17 2 3部分制冷工质的ODP GWP 22 17 2 3部分制冷工质的ODP GWP CFCs 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 不破坏臭氧层 但对全球变暖有较大影响 对其排放量需加控制 22 17 3环境保护的发展 1985 3 保护臭氧层维也纳公约 176国签署 2001 4 要求缔约国采取适当措施减少对臭氧层的破坏1987 9 关于臭氧层物质的蒙特利尔议定书 175国签署 2001 4 CFCs 哈龙 受控物质 HCFC 过渡物质发达国家在1996 1 1前停止受控物质的使用 并逐步削减过渡物质的使用量发展中国家在2010年淘汰受控物质的使用 22 17 3环境保护的发展 1990 伦敦修正案 147国签署 2001 4 规定了逐年削减与禁用CFCs类和哈龙类物质的要求和时间表1993 哥本哈根修正案 120国签署 2001 4 HCFCs 受控物质 并规定了相应的逐步削减与禁用时间表 22 17 3环境保护的发展 所有国家的HCFC类物质生产量于1996年1月1日起冻结至2004年1月1日削减35 2010年1月1日削减65 2020年1月1日削减99 5 0 5 仅用于现有设备的维修 到2030年1月1日 削减100 22 17 3环境保护的发展 1997 蒙特利尔修正案 56国签署 2001 4 发达国家 进一步将原定的HCFCs最后禁用时间从2030年提前到2020年 并把 基准 从原来1989年CFCs消费量的3 1 改为2 8 发展中国家 规定2016 1 1冻结在2015年的消费水平上 并于2030年1月1日起禁止生产与使用 22 17 3环境保护的发展 1999 北京修正案 5国签署 2001 4 发达国家 于2004年将其HCFCs生产冻结在其1989年生产和消费的水平上 并在其后可以生产不超过其冻结水平的15 来满足其国内基本需求发展中国家 于2016年将其HCFCs生产冻结在其2015年生产和消费水平上 并在其后可以生产不超过其冻结水平的15 来满足国内基本需求 22 17 3环境保护的发展 美国环境保护署 USEPA 2003 1 1起禁用HCFC 141b发泡剂2010 1 1起冻结HCFC 22和HCFC 142b的生产 不再制造使用HCFC 22的新制冷空调设备2015 1 1起冻结HCFC 123和HCFC 124的生产2020 1 1起禁用HCFC 22和HCFC 141b 不再制造使用HCFC 123和HCFC 124的新设备2030 1 1起禁用HCFC 123和HCFC 124 22 17 3环境保护的发展 欧盟国家限制使用HCFCs的政策2001 1 1起严禁在新生产的制冷和空调产品中使用HCFCs2000 1 1起严禁在维修过程中使用新生产的HCFCs 允许使用回收的HCFCs2015 1 1起严禁使用所有的HCFC类物质 22 17 3环境保护的发展 1992 6 气候变化框