第10章-新型环境替代材料.课件.ppt

1、CCl2F在太阳紫外线作用下变成在太阳紫外线作用下变成2CClF2+Cl氯原子迅速与臭氧发生链式反应氯原子迅速与臭氧发生链式反应：Cl+O3ClO+O2ClO+OCl+O2而且，这一反应的速度是一氧化氮与臭氧发生反应速度而且，这一反应的速度是一氧化氮与臭氧发生反应速度的的5.6倍。可见，倍。可见，氟氯烃所产生的氯原子是破坏大气臭氧氟氯烃所产生的氯原子是破坏大气臭氧最主要的物质最主要的物质。氟氯烃对大气臭氧的破坏力极大，据计算，在同温层中氟氯烃对大气臭氧的破坏力极大，据计算，在同温层中每生成每生成一个氯原子一个氯原子，就有，就有1010万个臭氧分子被破坏万个臭氧分子被破坏。随着大。随着大气臭氧层

2、的破坏到达地球表面的太阳紫外线特别是气臭氧层的破坏到达地球表面的太阳紫外线特别是UV-B会迅速增加，这将对地球生命系统及人类生态环境造成一会迅速增加，这将对地球生命系统及人类生态环境造成一系列灾难性的影响。系列灾难性的影响。氟氯烃在低层大气中不会分解，只是在同温层中光解。氟氯烃在低层大气中不会分解，只是在同温层中光解。而排放至大气中的氟氯烃虽然在而排放至大气中的氟氯烃虽然在对流层对流层中会很快扩散，但中会很快扩散，但进入同温层却需要进入同温层却需要很长时间很长时间。自。自1928年氟里昂问市以来，年氟里昂问市以来，人类所使用的氟氯烃几乎全部进入了大气。人类所使用的氟氯烃几乎全部进入了大气。据计

3、算，到据计算，到19821982年，大气中已存在年，大气中已存在12001200万吨氟氯烃。还有人估计，万吨氟氯烃。还有人估计，1955195519751975年间释入大气的氟氯烃有年间释入大气的氟氯烃有9090尚未进入同温层尚未进入同温层。 臭氧在大气层中的总量是很小的，即使在其密度最大的臭氧在大气层中的总量是很小的，即使在其密度最大的区域（离地面区域（离地面202025km25km的地方），十万个气体分子中也只的地方），十万个气体分子中也只有一个臭氧分子。若有一个臭氧分子。若将地球上全部臭氧集中到地球表面，将地球上全部臭氧集中到地球表面，这个臭氧层也仅有这个臭氧层也仅有3mm3mm厚厚。正

4、因为臭氧的量很小，但它的。正因为臭氧的量很小，但它的作用很大，所以臭氧层中一点微小的变化都会对地球生命作用很大，所以臭氧层中一点微小的变化都会对地球生命系统产生巨大的影响。系统产生巨大的影响。因此，若再不加节制地生产、使用氟氯烃，将必然给人因此，若再不加节制地生产、使用氟氯烃，将必然给人类带来灾难性的后果。类带来灾难性的后果。 氟利昂类制冷剂就是氟利昂类制冷剂就是卤代烃类化合物卤代烃类化合物的商品名称，它的商品名称，它是由卤族元素，主要是是由卤族元素，主要是氟氟(F)(F)原子和原子和氯氯(Cl(Cl) )原子取代原子取代甲烷甲烷或或乙烷乙烷中的中的氢氢(H)(H)原子所生成的化合物。如原子所

5、生成的化合物。如 该类制冷剂编号的特点是：该类制冷剂编号的特点是：两位数两位数属属卤代甲烷卤代甲烷系列系列如如CFC-12CFC-12。三位数三位数、且首位数为、且首位数为1 1者，属者，属卤代乙烷卤代乙烷系列系列如如HFC-134aHFC-134a。两者的。两者的尾数均表示所含氟原子数尾数均表示所含氟原子数。甲烷系列两。甲烷系列两位数之和小于位数之和小于5 5者，乙烷系列三位数之和小于者，乙烷系列三位数之和小于8 8者，其者，其差值差值就是没有在编号中就是没有在编号中表示表示( (默认默认) )的的氯原子数氯原子数。例如：。例如：CFC-12CFC-12的尾数为的尾数为2 2，就说明它含有，

6、就说明它含有两个氟原子两个氟原子；两位数之和为；两位数之和为5 5的的差数是差数是2 2，说明它还含有，说明它还含有2 2个氯原子个氯原子。HFC-134aHFC-134a的尾数为的尾数为4 4，就说明它含有就说明它含有4 4个氟原子个氟原子；三位数之和为；三位数之和为8 8，与，与8 8的差值为的差值为0 0，说明它里面说明它里面不含氯原子不含氯原子。 在卤代烃中，有在卤代烃中，有H H原子被完全取代的，也有未被完全取原子被完全取代的，也有未被完全取代的。代的。两位数两位数的甲烷系列，其的甲烷系列，其首位数减去首位数减去1 1后的得数就是后的得数就是所剩的所剩的H H原子数原子数；三位数三位

7、数的乙烷系列，其的乙烷系列，其第二位数减去第二位数减去1 1后后的得数就是所剩的的得数就是所剩的H H原子数原子数。例如：。例如：CFC-12CFC-12就不剩就不剩H H原子；原子；CFC-22CFC-22剩剩1 1个个H H原子；原子；HFC-134aHFC-134a就还剩就还剩2 2个个H H原子。原子。 根据上述规律，卤代烃可分为三类：根据上述规律，卤代烃可分为三类：第一类第一类是是H H原子原子被完全取代了的被完全取代了的含氯氟烃含氯氟烃，它的编号冠以，它的编号冠以CFCCFC，第一个，第一个C C代代表氯元素，表氯元素，F F为氟元素，后面的为氟元素，后面的C C是碳元素。是碳元素

8、。第二类第二类是是H H原原子没有被完全取代的子没有被完全取代的氢氯氟烃氢氯氟烃，它的编号冠以，它的编号冠以HCFCHCFC。第三第三类是类是H H原子没有被完全取代，但原子没有被完全取代，但不含氯的氢氟烃，不含氯的氢氟烃，它在编它在编号前冠以号前冠以HFCHFC。 经各国科学家研究较为成熟并已步入实用阶段的就是经各国科学家研究较为成熟并已步入实用阶段的就是HFCHFC中的中的HFC-134aHFC-134a，它是美国杜邦，它是美国杜邦(DuPont)(DuPont)公司率先开发公司率先开发出来的。主要特点是：出来的。主要特点是：不含氯原子不含氯原子，对大气臭氧层不起，对大气臭氧层不起破坏作用

9、；破坏作用；具有良好的具有良好的安全性安全性能能( (不易燃、不爆炸、无不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性和无腐蚀性毒、无刺激性和无腐蚀性) )；物理性能与物理性能与CFC-12CFC-12比较接比较接近，所以近，所以制冷系统的改型制冷系统的改型比较比较容易容易；传热性能比传热性能比CFC-12CFC-12好，因此好，因此制冷剂的用量制冷剂的用量可大大可大大减少减少。但是但是HFC C134a与现有与现有矿物质的冷冻机油不溶合矿物质的冷冻机油不溶合，因此必，因此必须寻找新的压缩机油。现已开发出两种与须寻找新的压缩机油。现已开发出两种与HFC-134a溶合溶合的油，它们的代号为的油，它们的代号为PA

10、G及及ESTER，而，而PAG油应用较为油应用较为普遍。但仍存在如下问题：普遍。但仍存在如下问题：具有高吸湿能力具有高吸湿能力，易使制冷系统的节流元件，易使制冷系统的节流元件(毛细管毛细管或膨胀阀或膨胀阀)发生发生冰堵冰堵，因此，因此要加大系统中干燥剂的装入量要加大系统中干燥剂的装入量或提高其吸湿能力；或提高其吸湿能力；高温下与高温下与HFC-134aHFC-134a的的溶合性降低溶合性降低，甚至不可溶。因此要特别注意甚至不可溶。因此要特别注意改善系统的冷凝条件改善系统的冷凝条件，勿使，勿使冷凝温度过高；冷凝温度过高；润滑性比矿物油稍差；润滑性比矿物油稍差；对制冷系统现对制冷系统现用的橡胶密封

11、件有用的橡胶密封件有渗透渗透或或腐蚀腐蚀作用，不仅涉及到橡胶密封作用，不仅涉及到橡胶密封件，还牵连到制冷剂的输送软管；件，还牵连到制冷剂的输送软管；价格价格较现在冷冻机油较现在冷冻机油贵贵4-54-5倍。倍。为了在制冷剂替代的过渡期间，避免两种系统的交叉污为了在制冷剂替代的过渡期间，避免两种系统的交叉污染，因此，生产厂在染，因此，生产厂在HFC-134a与与CFC-12制冷系统作了以制冷系统作了以下的标记：下的标记：存放存放HFC-134a的容器为浅蓝色的容器为浅蓝色，而，而存放存放CFC-12的容器为白色的容器为白色；HFC-134a制冷系统连接软管是制冷系统连接软管是用用橡胶和尼龙橡胶和尼

12、龙特制而成的，并且在其外部有汽车工程学会特制而成的，并且在其外部有汽车工程学会的印记的印记；而；而CFC-12制冷系统连接软管常用制冷系统连接软管常用一般橡胶管一般橡胶管，另外专门为另外专门为HFC-134a规定了特殊的规定了特殊的快速接口快速接口，以便与，以便与CFC-12的的管螺纹接口管螺纹接口相区别。相区别。按照目前的按照目前的技术水平，技术水平，ODP（臭氧层破坏潜能值）小于（臭氧层破坏潜能值）小于0.05、GWP（温室效应系数）小于（温室效应系数）小于0.5的制冷剂被认为环境特的制冷剂被认为环境特性比较好。性比较好。ZCI混合工质制冷剂不含混合工质制冷剂不含CFC，ODP小于小于0.

13、03，GWP在在0.100.26之间，无毒、无味、不可燃、之间，无毒、无味、不可燃、无腐蚀性，化学性能安全。无腐蚀性，化学性能安全。它的环保性能已得到国家消它的环保性能已得到国家消耗臭氧层物质（耗臭氧层物质（ODS）替代品工程技术研究中心认证，）替代品工程技术研究中心认证，其节能效果也通过了上海市节能监察中心的监测。其节能效果也通过了上海市节能监察中心的监测。 ZCI混合工质制冷剂具有以下四大优点：混合工质制冷剂具有以下四大优点：1.与被替换与被替换的制冷剂性能数据相近，可直接替换，的制冷剂性能数据相近，可直接替换，无需更换设备无需更换设备、零、零部件以及部件以及冷冻油冷冻油。2.替换后机组的

14、替换后机组的制冷制冷（热）（热）量大量大。3.减减少结霜程度少结霜程度。4.可以可以改善机组的其他参数改善机组的其他参数。此外，。此外，ZCI制制冷剂在替换公交车空调制冷剂时，还有效解决了使用美国冷剂在替换公交车空调制冷剂时，还有效解决了使用美国杜邦公司生产的替代氟里昂制冷剂过渡产品存在的问题。杜邦公司生产的替代氟里昂制冷剂过渡产品存在的问题。10.2 10.2 无磷洗涤剂的开发与应用无磷洗涤剂的开发与应用10.2.2 10.2.2 无磷洗涤剂的原理无磷洗涤剂的原理 多孔透水性混凝土球 在苏州河沿岸景观示范工程中就使用了生态混凝土。其外圈由钢筋水泥做成，非常坚固，中间由建筑废料做成的多孔混凝土

15、，具有良好的透水、透气性，只要在施工时向孔隙中填充腐殖土、种子、缓释肥料和保水剂等材料，植物根系就可以穿过孔隙进入土壤。不但大大增强了河岸的抗冲刷能力，而且具有植物覆盖景观效果。生态混凝土在边坡绿化生态混凝土在边坡绿化固土护岸中的应用固土护岸中的应用生态驳岸主要由连续孔隙的多孔混凝土构成，其结构可以看成是由固相骨料、液相水泥浆和气相空气泡组成。 生态驳岸混凝土的孔隙率在20%30%之间。植生型生态混凝土透水性系数为30mm/s以上。抗压强度一般大于20MPa。Fig.1EPCapplicationexamples1.氟氯烃所产生的氟氯烃所产生的(氯氯)原子是破坏大气臭氧最主要的物质。原子是破坏

16、大气臭氧最主要的物质。2.ODP值，即臭氧消耗潜能值，即臭氧消耗潜能GWP值，即全球增温潜能值，即全球增温潜能氟利昂类制冷剂主要是（氟利昂类制冷剂主要是（氟氟(F) (F) 原子和（原子和（氯氯(Cl(Cl) ) 原子取代原子取代（甲烷甲烷(CH4) (CH4) 或（或（乙烷乙烷(C2H5) (C2H5) 中的（中的（氢氢(H) (H) 原子所生成的原子所生成的化合物。化合物。5. CFC-225. CFC-22含有（含有（2 2）个氟原子、含有（）个氟原子、含有（1 1）个氯原子、（）个氯原子、（1 1）个）个H H原原子子。HFC-134aHFC-134a含有含有（4 4）个氟原子、含个氟原子、含（0)0)个氯原子、（个氯原子、（2 2）个）个H H原原子子。6.6.氟利昂卤代烃可分为三类：第一类是氟利昂卤代烃可分为三类：第一类是H H原子被完全取代了的含氯原子被完全取代了的含氯氟烃，它的编号冠以氟烃，它的编号冠以CFCCFC，第一个，第一个C C代表（代表（氯氯）元素。第二类是）元素。第二类是H H原原子没有被完全取代的氢氯氟烃，它的编号冠以（子没有被完全取代的氢氯氟烃，它的编号冠以（HCFCHCFC）。第三类是）。第三类是H H原子没有被完全取代，但不含（原子没有被完全取代，但不含（氯氯）的氢氟烃，它在编号前冠以）的氢氟烃，它在编号前冠以（HFCHFC）。复习题