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制冷剂替代以及可持续发展之路

2016-01-29 14:46:25 山东紫翔化工销售有限公司 阅读

  自1987年《蒙特利尔议定书》签定以来,各国纷繁展开了对CFCs和HCFCs物质的代替物的研讨,在1997年签定《京都议定书》曾经,CFCs和HCFCs类的制冷剂代替研讨首要以维护臭氧为目的,首要研发HCFs类制冷剂。但《京都议定书》签定往后,大家转而一起重视臭氧维护和减小温室效应,请求制冷剂不光要OPD值较小,GWP值也要较小。

  根据《蒙特利尔议定书》CFCs在发达国家现已被禁用,HCFCs由于对臭氧仍具有损坏作用也即将被筛选。由于GWP较高,《京都议定书》将代替CFCs和HCFCs的HFCs物质列入限控物质清单中,请求发达国家操控HFCs的排放。所有这些都对制冷剂的代替研讨提出了更高的请求。因而抱负的代替制冷剂除应有较低的ODP值和GWP值外,还应具有杰出的安全性、经济性、优秀的热物性等优点,争夺做到既环保又节能。

  新式的代替制冷剂首要包含人工构成型和天然型两大类,有单一工质和混合工质两个方面,混合工质又可分为共沸混和物、近共沸混和物和非共沸混和物三种。

  现在构成制冷剂方面首要有以下几种:

  1)R134a

  R134a的ODP=0,GWP=420,不行燃,无毒,无味,运用安全,其热物性质与R12非常挨近,可用来代替R12,用于汽车空调和家用冰箱等领域。但运用R134a,会使能耗增大,且与CFC—12用的润滑油不相溶,与资料的兼容性方面也不同CFC-12。别的它仍是一种温室效应气体,所以仍然存在必定的缺点。

  2)R152a

  从物化性方面看HFC-152a也与CFC-12挨近,用R152a代替R12后能耗可降低3%~7%,但其在空气中含量达4.8%-16.8%时具有可燃性,因而推行运用收到必定的约束。而它可与其它物质混合,构成非共沸混合物来代替CFC-12。

  3)R410A

  R410A是近共沸混合制冷剂,是由质量分数为50%R32和50%R125构成。ODP=0,首要用来代替R22,单位容积制冷量较大,传热功能及活动功能较好,但同温度下压力值比R22高约60%。

  4)R407C

  R407C是非共沸混合制冷剂,是由质量分数为23%的R32、25%的R125和51%的R134a构成,ODP=0,单位容积制冷量大,但传热功能较差。

  天然制冷剂方面首要有:

  5)碳氢化合物[6]

  现在作为制冷剂运用的碳氢化合物首要是丙烷(R290)、丁烷(R600)和异丁烷(R600a)等,其间R600a已在欧洲和一些开展中国家广泛用于冰箱中,并且它符合《京都议定书》的请求,ODP=0,GWP=15,环保功能好,本钱低,运转压力低,噪声小,但其易燃,易爆。此外R290和R600a构成的混合制冷剂也有必定的开展运用。

  6)氨(R717)

  氨已被运用达120年之久而至今仍在运用。其ODP=0、GWP=0,具有优秀的热力性质,价格廉且简单检漏。不过氨有毒性并且可燃,应当导致留意,不过一百多年的运用记载标明,氨的事端率是很低的,往后有必要找到非常好的安全方法,如减少充灌量,采用螺杆式压缩机,引进板式换热器等等。可是,其油溶性、与某些资料不容性、高的排气温度等疑问也需合理处理。看来,NH3会有更大的市场份额。

  7)二氧化碳(R744)

  CO2是天然界天然存在的物质, ODP=0, GWP=1。来历广泛、本钱低价,CO2安全无毒,不行燃,习惯各种润滑油常用机械零部件资料,即便在高温下也不分化发生有害气体。CO2的蒸腾潜热较大,单位容积制冷量适当高,故压缩机及部件尺度较小;绝热指数较高K=1.30,压缩机压比约为2.5~3.0,比其它制冷系统低,容积功率相对较大,挨近于最好经济水平,有很大的开展潜力。

  当然除了以上说到的制冷剂外还有许多新式的代替商品,如清华大学研发的清华三号,清华四号等混合制冷剂也取得了不错的作用。

  可继续开展的概念源于环境维护。可继续开展的思维是从70年代往后逐步构成的。1980年,联合国向全世界呼吁:“有必要研讨天然的、社会的、生态的、经济的开展及天然资本运用过程中的基本关系,确保全球继续开展[7]。” 1987年,联合国世界环境与开展委员会在《咱们共同的将来》陈述中指出,可继续开展是指“既满意当代人的需求,又不损害后代人满意需求的才能的开展”。这必界说在1992年联合国环境与开展大会上得到了各国的一致。

  可继续开展是指生态、经济和社会三者的和谐开展。其间生态可继续开展以维护天然为基础,与资本和环境的承载才能相习惯。在开展的一起,有必要维护环境,包含操控环境污染和改善环境质量,维护生物多样性和地球生态的完整性,确保以继续的方法运用可再生资本,使人类的开展保持在地球承载才能以内。

  3.2制冷剂的代替中的可继续开展观

  当时环境变暖导致的气候变化,臭氧层空泛等已成为全球性的环境疑问,假如任其开展下去将对人类的生存和开展构成严重的挑战。因而在制冷剂的代替研讨过程中应当加强对生态环境的维护意识,不能只看到眼前的利益,而一起要重视生态环境与人类的和谐的,可继续的开展。可继续开展的核心是经济开展与维护资本、维护生态环境的和谐一致,是为了让子孙后代能够享有充分的资本和杰出的天然环境。

  经过这些年制冷剂代替作业的开展,咱们能够看到大家不再只重视制冷剂的热物性,而愈加重视其环保性。在《蒙特利尔议定书》签定曾经制冷剂的研讨一般以杰出的热力学性质和物理、化学性质等为主,如CFC系列的R11,R12等都具有杰出的热力功能和化学稳定性,且无毒,不燃,不爆等,但对臭氧层有很大的损坏作用,且能够导致温室效应。在《蒙特利尔议定书》签定往后,在制冷剂的研讨代替中首要考虑到的是减小制冷剂对臭氧的损坏作用,比方HCFC系列的R22尽管仍对臭氧有损坏作用但比R11和R12小的多。而HFC制冷剂如R134a已对臭氧没有任何损坏作用。1997年签定的《京都议定书》关于制冷剂的代替提出了很高的请求,也愈加习惯了环境的可继续开展的请求,其不光请求代替制冷剂要有较低的ODP,并且具有较低的GWP,这么HFCs也面对筛选的危险。从上面这些内容能够看出,在制冷剂的代替中是环境的可继续开展这只无形的大手在起着作用,它不光推进这制冷剂的代替研讨作业的开展,并且也为制冷剂的开展指明晰开展方向。

  制冷剂的开展趋势

  总得来说制冷剂的开展趋势应当满意生态环境可继续开展的请求,并且推进其进一步开展。根据可继续开展中经济开展与维护资本、维护生态环境的和谐一致的核心请求,制冷剂的开展方向有两个:

  一个是环保,运用绿色环保的制冷剂现已是大势所趋,绿色环保制冷剂能够是构成的,也能够是天然的,尽管构成的环保制冷剂也对臭氧不会形成损坏,但从地球生态的可继续开展来看天然制冷剂是最抱负的挑选,由于天然制冷剂正本就是地球生态系统中存在的,无论是运用仍是排放到环境中,取之于天然回之于天然,对环境的影响比构成制冷剂都小的多,信任跟着技能的不断进步,天然制冷剂必将大有开展。

  一直以来制冷剂的代替研讨作业也是沿着环保的方向开展的,并且现已对环境的可继续开展起到了很大的促进作用,2003年9月为纪念“世界臭氧层日”,联合国环境规划署和世界气候安排在巴黎宣布了由37个国家250名专家联合作出的关于大气臭氧层情况的评价陈述。陈述指出,自从维护臭氧层的蒙特利尔协议得到183个国家签署以后,各国做了许多尽力,大气臭氧层已呈现了康复的迹象,但在往后几十年中仍然很软弱。

  1998年以来的研讨标明,损坏同温层臭氧层的气体水平几乎现已达到极点,可是损坏对流层内臭氧层的化学物质总量正在以缓慢的速度降低。其表现形式是:南极上空的臭氧层空泛近几十年来一直在扩展,但这些年速度现已怠慢低于上世纪80年代水平;北极上空的臭氧层空泛正在减小,标明臭氧层正在康复。

  第二个是节能,跟着大家生活水平的进步制冷空调等设备越来越遍及,一起其耗费的很多的动力也越来越导致大家的留意,今夏中国18个省市呈现电力紧缺疑问,中国电监会的一项调查显现,供需矛盾加剧形成今夏电力吃紧,其间空调制冷负荷快速增长是不行忽略要素。今夏中国华东、华中、华南地区继续高温,空调制冷负荷陡增。华东电网、南方电网、华中电网空调制冷负荷比重已超越30%,单个省电网甚至挨近40%。而电能的发生又要耗费很多的化石燃料,如煤、石油等,不光形成很多的不行再生动力的耗费,并且焚烧商品如CO2等还可导致温室效应等环境疑问。因而除了改善制冷技能外还可从制冷剂上下手,经过研发新式节能制冷剂降低制冷空调设备的能耗也是一个开展方向。综上所述,制冷剂的开展是与环境维护和地球生态环境的可继续开展密切相关的,制冷剂的开展趋势表现了环境的可继续开展的请求。

  CO2是天然界天然存在的物质, ODP=0, GWP=1。来历广泛、本钱低价,CO2安全无毒,不行燃,习惯各种润滑油常用机械零部件资料,即便在高温下也不分化发生有害气体。CO2的蒸腾潜热较大,单位容积制冷量适当高,故压缩机及部件尺度较小;绝热指数较高K=1.30,压缩机压比约为2.5~3.0,比其它制冷系统低,容积功率相对较大,挨近于最好经济水平,有很大的开展潜力。

  当然除了以上说到的制冷剂外还有许多新式的代替商品,如清华大学研发的清华三号,清华四号等混合制冷剂也取得了不错的作用。

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