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标题: [信息]我国正在制订新型氟利昂替代品计划 [打印本页]

作者: yu_ren 时间: 2004-11-12 08:57
标题: [信息]我国正在制订新型氟利昂替代品计划
9月23日，国家环保总局官员在西安透露，我国自从1991年加入旨在削减消耗臭氧层物质的《蒙特利尔议定书》以来，氟氯化碳（俗称氟利昂）的生产量和消费量已经比1997年分别下降了40％和55％。

　　我国正在制订氟氯化碳的加速淘汰计划，希望在2007年7月1日前停止主要消耗臭氧层物质的生产。目前，国内市场销售的所有家用空调和大部分冰箱已不再使用氟利昂做制冷剂。臭氧层杀手氟利昂已经被一些更安全的化学物质所代替。

　　专家介绍，大气臭氧层是防止有害紫外线到达地球的过滤器。近50年来，一些破坏臭氧层的化学物质被用于冰箱、空调和消防设施中，使臭氧层变薄，有害紫外线长驱直入，导致白内障患者增加，人体免疫力降低，对植物特别是农产品和动物也有害。

　　通过《蒙特利尔议定书》，世界各国都制定了淘汰各种破坏臭氧层物质使用的法律。现在发达国家已经达到了这个目标，发展中国家的缔约国将在2010年实现这个目标。

　　但由于我国没有形成氟利昂等消耗臭氧层物质替代品的生产能力，替代品大量依*进口，企业不得不面临着原料成本激增的局面，一定程度上影响了企业参与淘汰的积极性。例如，参加淘汰氟利昂的制冷企业需要进口每吨6万元的替代品，替换原来使用的每吨仅1万多元的氟利昂制冷剂。

　　另一方面，本应被淘汰的消耗臭氧层物质却因为生产量的削减而价格倍增，在个别企业出现了氟利昂的非法生产、消费、贸易。暴利正在威胁着我国对世界提出的淘汰消耗臭氧层物质的承诺。

　　国家环保总局官员说，对于一个新的生产体系的建设，需要国家政策的保护和扶植，包括税收、价格和市场准入等各方面。

作者: 压缩世界 时间: 2004-11-12 15:48
那么你能顺便说说目前氟氯化碳的替代品是什么化学物质吗，详细介绍一下！

作者: yu_ren 时间: 2004-11-12 17:23

新型HCFC_S替代物筛选及性能实验

制冷工质HCFCｓ已被长期广泛应用，特别是R22在制冷空调装置中的使用更为普遍。尽管其ODP值仅为0.055，但它对臭氧层仍有破坏作用，且有一定的GWP值(0.36)，故在1994年哥本哈根会议上对它的完全禁用期限从2050年提前了20年。

国际上从1996年起就开始对R22的产量进行冻结。 ' N0 C7 y3 ]0 p: j7 h/ a! K3 P$ r" C+ ? 　　英国ICI公司对不同组分的R32／134a和R32／125／134a进行了小型制冷机的弃灌替代试验，蒸发温度在－２０—20℃，冷凝温度在21—40℃，得到450组数据。结果为：替代物的COP和R22相近(±４％，二元混合物的COP稍高于三元混合物)，排气温度有所降低^［１］。杜邦公司用AC9000〔R32／125／134a(23／25／52)〕进行充灌试验研究，证明该工质用于空调和热泵可提供与R22相似的制冷量及供热量，但在用能效率方面有3—4％的损失^［２］。

　　联合信号公司采用AZ20〔R32／125(50／50〕为替代物，用于蜗旋式压缩机，并增加再循环换热器，使能效比比用R22提高5％。但用R32／125／134a进行试验，结果却使能效比下降了5％。ARI的主要测试是在改进的小型房间空调器和分体空调中得到的。若以R22为基准，测试结果为：R32／125(60／40)制冷量变化为97—107％，能效比为90—105％；制热量为97—104％，能效比为97—101％。与直接充灌型结果相比较，“软优化”系统的压缩机排量减少25—37％，也有厂家将压缩机频率降低9—17％^［３］。& y/ H; G3 S& u$ j2 b( }$ Y7 T8 V% G \9 T% c/ q# u0 x! C2 u. x 1 R22替代物筛选分析6 |; \3 X/ w, x7 H9 ~3 B 2 s& _. F" T/ h8 ]4 B合适的R22替代品首先应具有安全性，其次是环境可接受性和装置适用性。 5 b* b/ a# E! a N# w* C' O) C$ O+ {3 p4 v4 h9 G- ` 若仅从甲烷、乙烷衍生物系中寻找(图1)，ODP值为零的工质有：R50，R41，R32，R23，R14，R170，R161，R152a，R143a，R134a，R125，R116，去掉H原子数≥3的甲烷衍生物，H原子数≥5的乙烷衍生物(易燃易爆)，并考虑到三角形右角的全氟代烃工质(R14，R116)在大气层的生存时间过长，会引起强烈温室效应，参选工质为三角形底边上的R32，R23，R152a，R143a，R134a，R125。 3 J! B& v( P, L& k6 n u, H. w

图1 卤代甲、乙烷衍生图

　　表1给出了这些工质的基本物理性质及相对于R22的理论循环特性。可见，在这6种工质中不存在R22的纯工质替代物。从综合角度出发可形成的混合物主要有二元共沸物R32／125，非共沸物R32／134a，R143a／134a，R125／134a，R125／152a，R125／143a，以及三元混合物R32／125／134a，R32／125／152a，R32／143a／134a，Ｒ32／134a／152a等。3 N3 D9 _/ e9 |/ X5 \3 w- C 0 Q: K1 ^- d* |) c' m! [3 A 　　理想的R22替代应该是采用原R22压缩机及换热器，不更换润滑油且具有较高能效比的灌注式替代。因此首先要求替代物的单位容积制冷量与R22相近。通常低沸点工质的单位容积制冷量较大，能效比较低，高沸点工质则相反。按照图1中的位置可画出甲乙烷两种衍生物的标准沸点分布，如图2所示。寻找标准沸点在R22上下两侧的纯质组成混合工质替代物，有可能形成与R22容积制冷量相当的替代物。

作者: yu_ren 时间: 2004-11-12 17:24

图2 甲乙烷两种衍生物的标准沸点分布

另外，天然制冷剂碳氢化合物由于其ODP值为零，GWP值几乎为零而受到重视。尤其是丙烷，其热力学性质与R22比较接近，是主要的考虑对象。

表1 各种纯质的主要特性

工质

沸点

分子量

可燃性

T_C

GWP

ODP

π比

COP比

Q_V比

R22

-40.8

86.48

无

96.2

0.34

0.05

R125

－48.5

120.0

无

66.3

0.54

0.0

0.94

0.83

1.012

R134a

－26.3

１02.0

无

101.7

0.26

0.0

1.2/ F% p- s) X' m 8

1.004

0.562

R152a

－24.2

66.05

微燃

113.3

0.03

0.0

1.26

1.06

0.554

R32

－51.7

52.02

微燃

78.4

0.11

0.0

1.01

0.971

1.703

R143a

－47.75

84.0

微燃

73.1

0.74

0.0

0.95

0.96

1.13

R290

－42.7

44.1

可燃

96.7

0.01

0.0

0.93

0.98

0.86

0 \( m# ~% Q9 b( F2 m' g( i H& J4 o$ d- s% `5 _& o2 R22替代物性能分析

　　用CSD方程对各种R22替代物进行性能分析。二元混合工质R32／152a具有最低的GWP值，但可燃性限制了它的使用。如在其中加入不可燃的R125，有可能在合适条件下形成R22的理想替代物。图3、4示出目前国际上推荐的物系R32／125／134a及新物系R32／125／152a在三角浓度图内工质的不燃充灌浓度、近容积制冷量及近能效比的三个区域。R22替代混合物均应在此不燃充灌区、近容积制冷量区及较高能效比区的重叠区内选择。图5、6所示为R32／134a、R32／125的相对性能参数。其中EERr、Q_r、Pkr、Pr、T2r、分别表示与R22相比，相对能效比、相对容积制冷量、冷凝压力、压比。可见仅前者具有与R22性能相当的浓度点。 ( B, V0 w9 ?2 P$ J! b . d r- a2 F1 {- z1 }　　图7所示为二元混合物R32／152a的性能，在R32比例为44—46％时，不仅各参数在1附近相交，而且性能系数比R22约高5％，只是该工质具有一定的可燃性，在蒸发和冷凝过程中有6—8℃的相变温差。 0 C) y' h* Y. g* M9 Q2 \$ C

图3 R32／125／134ａ的综合性能P_kr－－－，EERr---Q_vr——) @$ j6 l v! S- y# }

图4 R32／125／152ａ的综合性能P_kr－－－，EERr---Q_vr—— , Z7 I* n5 Q: n* v( s+ W' O& B ~8 U& X7 W0 _. ?# V- n

7 ]0 w1 R7 I& f. x P. P& A: l5 A5 m& s- w* b2 ? 在丙烷中加入R125，一方面减少系统可燃物充灌量并对可燃组元起阻燃作用，另一方面增加系统的单位容积制冷量，由于该混合物相变温差较小，同时由于R290具有优良的润滑油相溶性能，有可能使系统在不更换润滑油的情况下成为R22的充灌型替代工质。计算表明，该工质在50％左右的配比下，除了能效比低约5％以外，循环性能与R22较接近，见图8。

图9—14为以上各物系的相变温差与浓度的关系，可见只有R32／125在40％至60％浓度之间具有共沸点。R125／290为相变温差低于2℃的近共沸物。

作者: yu_ren 时间: 2004-11-12 17:25

3 性能实验) S6 g. _; R' A7 A# b0 b' H* P 6 L0 t2 T; N& p) l4 F6 l2 z( { 　所用试验台是按照国家标准建造的标定型量热计，试验用样机由一台窗式空调器改装，试验中工质充灌量和毛细管的长度进行多次寻优以保证试验工况EER最大。5 t- {( O. q4 S% g# n 7 L k, q+ j% A* t; \ 　　表2列出的为部分试验结果。对比试验表明，相同工况下工质1比R22制冷量高3.8％，能效比较接近。工质2制冷量与R22相近，能效比高3.5％。试验结果与理论预测比较相近，两者都有较好的替代性能。但R290和含R290的混合物试验结果远低于理论分析值。

表2 替代工质的试验结果

工质或工质的- q4 k9 _) w4 i9 t" F6 O. c2 O8 V 序号

室外干 n3 @/ e3 |& m2 x9 r球温度3 W, e# C& o* c3 p3 T2 V1 A (℃)

室内干 ( }/ z0 v- w& R; y5 b球温度 0 `+ v+ u8 n- W4 M! k# R(℃)

室内湿 6 |* Z3 R) m9 v# j" ^球温度 % Z& Y! k, H+ v6 r/ {(℃)

蒸发- z5 W/ d" }1 @7 F6 V9 Q! Z 压力 . {, B. |& J4 D+ F# G1 j, M(10^５Pa)

冷凝 4 {7 R! p. j$ m4 E7 @* ~压力 - {3 I* y) o7 W1 ^. b(10^５Pa)

压缩机. X) j8 a( I# I, I* E 功率 5 P4 y" N; `* I( W$ A! D/ K(W)

排气口! ]- X/ X2 S$ R' g 壁温 ) I; ]$ g9 x: w/ T2 G! P(℃)

制冷量(W)

能效比(EER)

R22

35.2

27.4

19.4

6.80

19.8

505

67.7

1520

3.01

30.3

27.4

19.9

6.50

18.3

502

65.6

1578

3.14

R290

35.5

27.5

20.0

6.50

18.1

474

62.0

1318

2.78

30.4

27.4

19.9

6.00

16.0

453

60.8

1350

2.89

35.1

27.5

19.4

6.50

20.2

530

66.4

1578

2.98

30.6

27.5

20.0

6.70

19.4

500

60.4

1588

3.18

34.9

27.6

20.0

6.20

19.6

483

67.1

1510

3.12

30.6

27.5

19.9

6.00

18.9

465

64.9

1542

3.31

34.6

27.3

20.0

7.60

22.0

604

64.1

1500

2.48

30.5

27.4

19.9

7.70

20.8

556

62.5

1540

2.77

35.2

27.5

20.0

7.80

22.1

600

66.0

1480

2.47

30.6

27.4

20.0

7.90

21.4

580

64.6

1520

2.62

35.4

27.4

19.5

8.20

22.6

610

65.1

1400

2.29

30.5

27.5

19.3

8.50

20.5

575

63.2

1460

2.54

35.2

27.5

20.0

6.60

20.4

504

66.9

1569

3.11

30.4

27.3

19.9

6.20

19.2

492

65.5

1598

3.25

4 B/ @' H7 ^6 E3 c. y& o4 结论 & q+ n1 f) m7 D/ a0 [ S7 O- ~$ i. Y# h7 Q 　提出了HFC替代工质的筛选方法。优选出6种R22的替代工质并进行了实验研究。结果表明，工质R32／125／152a具有较佳的替代性能。文中的分析方法及实验结果可为工程应用提供参考。

作者: yu_ren 时间: 2004-11-12 17:27
唉！表粘贴不上。。。我不会

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