环境问题与制冷工质课件

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1/6/20231第1章环境保护和替代工质的研究动向12/25/202211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、CO2R22、R134a、R407C、R410aR290、R600a单一组分CO2、R22、R600a混合工质共沸工质非共沸工质R502、R507R407C、R410A10:571制冷工质1.1分类按化学成分按组成无机物氟里昂烷烃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

10:571.2制冷工质命名无机化合物：R7(XX)16:171.2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10:571.2制冷工质命名氟利昂和烷烃类16:171.2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：R600a10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类例：CmHnFxClyB1.2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10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类以上命名方式的问题：11.2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￫HC600a10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类R￫CFC、HCF1.2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。10:571.2制冷工质命名非共沸混合制冷工质：R4(XX)16:2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10:572制冷工质对环境的影响2.1对臭氧层的破坏和耗损16:2.1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10:572.1对臭氧层的破坏和耗损大气层16:17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）10:57臭氧层臭氧：O316:17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10:57臭氧层空洞1985年英国科学家J·Fuman发现：16:1

10:5716:17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。10:57臭氧层空洞臭氧层空洞逐年扩大16:17臭氧层空洞10:57臭氧层空洞16:17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10:57臭氧层破坏的危害臭氧层破坏威胁人类生存：16:17臭氧层破坏的危害10:57臭氧层破坏的危害16:17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。10:57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10:57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16:1CFCs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。10:57CFCs是元凶1986、1987年NASA组织了数十个科学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10:57CFCs如何破坏臭氧层？1974：M.J.Molina＆F2.2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↑10:572.2温室效应什么是温室效应？16:172.2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。10:572.2温室效应－温室气体大气层中有些气体（H2O、CO22.2温室效应温室气体↑吸收地球辐射↑地球辐射净量↓全球变暖10:572.2温室效应温室气体↑16:172.2温室效应温室气体＝暖房玻璃10:572.2温室效应温室气体＝16:172.2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10:572.2温室效应全球变暖的危害16:17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10:57全球变暖的危害2005年11月21日，北京的气温创历史同期最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10:57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10:57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16:1全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害非洲第一高峰—乞力马扎罗山（60年代）10:57全球变暖的危害非洲第一高峰—乞力马扎罗山（60年代）16:全球变暖的危害全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化10:57全球变暖的危害全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化16:17全球变暖的危害南极第二大冰山发生崩裂10:57全球变暖的危害南极第二大冰山发生崩裂16:172.3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＝350010:572.3部分制冷工质的ODP＆GWP为了评价制冷剂2.3部分制冷工质的ODP＆GWP10:572.3部分制冷工质的ODP＆GWP16:172.3部分制冷工质的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↑。不破坏臭氧层，但对全球变暖有较大影响，→对其排放量需加控制10:572.3部分制冷工质的ODP＆GWPCFCs：CFC-13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。10:573环境保护的发展1985.3：《保护臭氧层维也纳公约》,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10:573环境保护的发展1990：《伦敦修正案》，147国签署（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%。10:573环境保护的发展所有国家的HCFC类物质生产量16:173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。10:573环境保护的发展1997：《蒙特利尔修正案》，56国签署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。10:573环境保护的发展1999：《北京修正案》，5国签署（203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-12410:573环境保护的发展美国环境保护署（USEPA）：16:13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10:573环境保护的发展欧盟国家限制使用HCFCs的政策16:13环境保护的发展1992.6：《气候变化框架公约》（里约热内卢）到2000年GHG（GreenHouseGas）的排放量应控制在1990年的水平上1995：《公约》第一次缔约国大会（柏林）工业发达国家在2000年以后采取更严格的措施减少二氧化碳的排放量10:573环境保护的发展1992.6：《气候变化框架公约》（里约3环境保护的发展1996.7：《公约》第二次缔约国大会（日内瓦）敦促各缔约国政府采取具体行动1997.12：《公约》第三次缔约国大会（东京）－《京都协议书》对发达国家进一步减少温室气体排放做出了第一步的规范10:573环境保护的发展1996.7：《公约》第二次缔约国大会（演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！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1/6/202349第1章环境保护和替代工质的研究动向12/25/202211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、CO2R22、R134a、R407C、R410aR290、R600a单一组分CO2、R22、R600a混合工质共沸工质非共沸工质R502、R507R407C、R410A10:571制冷工质1.1分类按化学成分按组成无机物氟里昂烷烃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

10:571.2制冷工质命名无机化合物：R7(XX)16:171.2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10:571.2制冷工质命名氟利昂和烷烃类16:171.2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：R600a10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类例：CmHnFxClyB1.2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10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类以上命名方式的问题：11.2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￫HC600a10:571.2制冷工质命名－氟利昂和烷烃类R￫CFC、HCF1.2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。10:571.2制冷工质命名非共沸混合制冷工质：R4(XX)16:2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10:572制冷工质对环境的影响2.1对臭氧层的破坏和耗损16:2.1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10:572.1对臭氧层的破坏和耗损大气层16:17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）10:57臭氧层臭氧：O316:17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10:57臭氧层空洞1985年英国科学家J·Fuman发现：16:1

10:5716:17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。10:57臭氧层空洞臭氧层空洞逐年扩大16:17臭氧层空洞10:57臭氧层空洞16:17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10:57臭氧层破坏的危害臭氧层破坏威胁人类生存：16:17臭氧层破坏的危害10:57臭氧层破坏的危害16:17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。10:57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10:57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16:1CFCs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。10:57CFCs是元凶1986、1987年NASA组织了数十个科学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10:57CFCs如何破坏臭氧层？1974：M.J.Molina＆F2.2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↑10:572.2温室效应什么是温室效应？16:172.2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。10:572.2温室效应－温室气体大气层中有些气体（H2O、CO22.2温室效应温室气体↑吸收地球辐射↑地球辐射净量↓全球变暖10:572.2温室效应温室气体↑16:172.2温室效应温室气体＝暖房玻璃10:572.2温室效应温室气体＝16:172.2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10:572.2温室效应全球变暖的危害16:17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10:57全球变暖的危害2005年11月21日，北京的气温创历史同期最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10:57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10:57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16:1全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害10:57全球变暖的危害16:17全球变暖的危害非洲第一高峰—乞力马扎罗山（60年代）10:57全球变暖的危害非洲第一高峰—乞力马扎罗山（60年代）16:全球变暖的危害全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化10:57全球变暖的危害全球变暖导致非洲最高山峰冰雪融化16:17全球变暖的危害南极第二大冰山发生崩裂10:57全球变暖的危害南极第二大冰山发生崩裂16:172.3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＝350010:572.3部分制冷工质的ODP＆GWP为了评价制冷剂2.3部分制冷工质的ODP＆GWP10:572.3部分制冷工质的ODP＆GWP16:172.3部分制冷工质的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↑。不破坏臭氧层，但对全球变暖有较大影响，→对其排放量需加控制10:572.3部分制冷工质的ODP＆GWPCFCs：CFC-13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。10:573环境保护的发展1985.3：《保护臭氧层维也纳公约》,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10:573环境保护的发展1990：《伦敦修正案》，147国签署（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