制冷剂与压焓图
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• 在国际社会的共同努力下，1985年《保护臭氧层维也纳 公约》签署；1987年《关于消耗臭氧层物质的》生效。根 据"共担责任但又有区别"的原则，联合国对发达国家和发展 中国家提出了消耗臭氧层物质使用的时间限制，并建立了旨 在帮助发展中国家履约的多边基金。由此，ODS的生产和 消费量得以逐年减少，臭氧空洞的扩大得到了有效的控制。
Leabharlann Baidu
3.4 臭氧层破坏结论及蒙特利尔议定书
• 1974年，美国科学家莫里纳和罗兰德宣布，氟利昂中的氯 原子和哈龙物质中的溴原子是破坏臭氧层的元凶。这一发现 令陶醉于自己智慧的人类十分尴尬：被大量使用的制冷剂、 发泡剂、清洗剂及发胶中的氟利昂、哈龙等原来是消耗臭氧 层的物质（ODS）。 本世纪30年代，含氟的制冷剂被研究 发明后在美国进入商业化生产，前苏联、日本和欧洲各国也 不甘落后，氟利昂的应用范围也由制冷剂，其产量与日俱增。 到1974年，全球氟利昂的产量已达到80多万吨。1986年 全球ODS的年消费量已高达100多万吨。人类已经把 1500 万吨以上的氯氟烃排放到大气中。是人类自己陷入了眼下的 尴尬境地。
6.非共沸溶液类（混合制冷剂）
• 由两种以上沸点相差较大的，相互不形成共沸的 单组分制冷剂溶液组成。其溶液在加热时，虽然 在相同蒸发压力下，易挥发的蒸发比例大，难挥 发的蒸发比例小。使得整个蒸发过程中温度在变 化。所以相变过程是不等温的。能使制冷循环获 得更低蒸发温度，可增大制冷量。
• 例如： R407C 由（R32/R125/ R134a）组成 ； R410a 由(R32/R125)组成的混合物 。
• 3.低温高压制冷剂，标准沸点低于-60℃，冷凝 压力高于2MPa的制冷剂，包括R13、R14、R503。
三、制冷剂的环保问题
• 臭氧层破坏和温室效应是当今全球性环境问 题，它对人类健康和人类赖以生存的生态环 境造成了巨大的有害影响。
大气的总臭氧层包括平流层和对流层
• 它们对人类的影响不同，离地面10公里以上的臭氧 约占总臭氧80%，能吸收大部分太阳紫外线辐射， 此层臭氧常称为臭氧层，平流层臭氧减少是造成南 极臭氧空洞与全球臭氧量减少的主要原因。
⑵按工作温度压力分：
• 在一个大气压下，环温30℃下的冷凝压力分为：
• 1. 高温低压制冷剂，沸点在0℃以上，冷凝压 力小于0.3MPa的制冷剂，包括R11、R21、R114。
• 2.中温中压制冷剂，标准沸点在-60℃~0℃范围 内，压力在03MPa~2MPa范围内的制冷，包括 R717、R12、R22、R502等。
特点：不能与矿物冷冻油互溶，能溶于聚酯类 合成冷冻油。
7.有机化合物类
• 主要是有机氧化物、有机硫化物、有机氮化 物。命名是R600序号中编写，6后面的1代表 氧化物、2硫化物、3氮化物。如：乙醚 C2H5OC2H5–R610； 甲胺 CH3NH2 –R630。
8.环状有机化合物类
• 命名是R后面先加字母C，后面按氟里昂编号 规则编写。
• 臭氧层在氯原子，氟原子和溴原子附近会被毁坏。 这些元素含在很稳定的氟氯烃(如氟里昂)中。这些 气体分子升到平流层，在紫外线照射之后，分解成 各种单元素气体，破坏臭氧。这些气体比空气重， 最终会降落到地球表面，和有机物质反应之后被吸 收。但是在平流层已经破坏了很多臭氧。氯气破坏 性最大，可以破坏它十万倍的臭氧。
• 2. 会影响农作物的生产。 实验表明，过量的紫外线辐射
会使植物叶片变小，减少了植物进行光合作用的面积，从 而影响作物的产量同时，过量紫外线辐射还会影响到部分 农作物种子的质量，使农作物更易受杂草和病虫害的损害。 一项对大豆的初步研究表明，臭氧层厚度减少25％，大豆 将会减产20％－25％。
3.2 哪些气体可以破坏臭氧层？
3.3 臭氧层破坏原因实验
• 最着名的是1987年代表19个组织和四个国家，在 智利的蓬塔阿雷纳斯，进行的一项大规模研究，即 机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大 小达到历史最大，引起科学界和政界的注意。
• 同时持氟里昂破臭氧层观点的学者认为，南极上 空之所以会出现臭氧层空洞是因为当地的极度寒冷 所至。他们认为云层中粒子无论属何性质，由什么 构成，当其表面温度低于-73摄氏度时，任何形式存 在的氯转都会发生转变为活性氯的化学反应。当南 极洲处于暖季（11月~3月）时，南极上空臭氧层中 的氯化合物只受到太阳紫外线辐射的影响，分解缓 慢。但当进入酷寒的冬季（4~10月），其气温可达88.3摄氏度，云层中冰冷的粒子此时便成了释放活 性氯的化学反应的催化剂，这就更大破坏了南极上 空臭氧，因此出现臭氧层空洞。
• 近地面10公里以内的对流层臭氧约占总臭氧15%， 对流层臭氧增加,会增强温室效应。
平流层
3.1 臭氧层被破坏的危害
• 1.会影响人类的健康。 臭氧层被破坏后，其吸收紫外线 的能力大大降低，使得人类接受过量紫外线辐射的机会大 大增加了。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系 统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性 疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增 加皮肤癌的发病率。据统计，全世界范围内每年大约有10 万人死于皮肤癌，大多数病例与过量紫外线辐射有关。臭 氧层的臭氧每损耗1％，皮肤癌的发病率就会增加 2％。 另外，过量紫外线辐射还会诱发各种眼科疾病，如白内障、 角膜肿瘤等。
• 1973年，美国化学家马里奥·莫利纳首次提出氟里 昂对臭氧层有影响。氟里昂是一种氟氯烃，在冰箱 和空调器中已经做了20多年的制冷剂。但是当时没 有学者测试臭氧层厚度，也没有多少臭氧层研究， 各国政府没有在意。 臭氧层空洞是在做南极研究时 逐步发现。这些研究在地面和空中一起测量，由各 国合作测量。
3.5 中国正式加入《蒙特利尔议定书》
• 联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议， 36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气 臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国1992年正式宣 布加入修订后的《蒙特利尔议定书》。
• 对于CFCs：发达国家，从1996年1月1日起完全停止生 产和消费；发展中国家，最后停用日期是2010年。
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3.4 臭氧层破坏结论及蒙特利尔议定书
• 1974年，美国科学家莫里纳和罗兰德宣布，氟利昂中的氯 原子和哈龙物质中的溴原子是破坏臭氧层的元凶。这一发现 令陶醉于自己智慧的人类十分尴尬：被大量使用的制冷剂、 发泡剂、清洗剂及发胶中的氟利昂、哈龙等原来是消耗臭氧 层的物质（ODS）。 本世纪30年代，含氟的制冷剂被研究 发明后在美国进入商业化生产，前苏联、日本和欧洲各国也 不甘落后，氟利昂的应用范围也由制冷剂，其产量与日俱增。 到1974年，全球氟利昂的产量已达到80多万吨。1986年 全球ODS的年消费量已高达100多万吨。人类已经把 1500 万吨以上的氯氟烃排放到大气中。是人类自己陷入了眼下的 尴尬境地。
6.非共沸溶液类（混合制冷剂）
• 由两种以上沸点相差较大的，相互不形成共沸的 单组分制冷剂溶液组成。其溶液在加热时，虽然 在相同蒸发压力下，易挥发的蒸发比例大，难挥 发的蒸发比例小。使得整个蒸发过程中温度在变 化。所以相变过程是不等温的。能使制冷循环获 得更低蒸发温度，可增大制冷量。
• 例如： R407C 由（R32/R125/ R134a）组成 ； R410a 由(R32/R125)组成的混合物 。
• 3.低温高压制冷剂，标准沸点低于-60℃，冷凝 压力高于2MPa的制冷剂，包括R13、R14、R503。
三、制冷剂的环保问题
• 臭氧层破坏和温室效应是当今全球性环境问 题，它对人类健康和人类赖以生存的生态环 境造成了巨大的有害影响。
大气的总臭氧层包括平流层和对流层
• 它们对人类的影响不同，离地面10公里以上的臭氧 约占总臭氧80%，能吸收大部分太阳紫外线辐射， 此层臭氧常称为臭氧层，平流层臭氧减少是造成南 极臭氧空洞与全球臭氧量减少的主要原因。
⑵按工作温度压力分：
• 在一个大气压下，环温30℃下的冷凝压力分为：
• 1. 高温低压制冷剂，沸点在0℃以上，冷凝压 力小于0.3MPa的制冷剂，包括R11、R21、R114。
• 2.中温中压制冷剂，标准沸点在-60℃~0℃范围 内，压力在03MPa~2MPa范围内的制冷，包括 R717、R12、R22、R502等。
特点：不能与矿物冷冻油互溶，能溶于聚酯类 合成冷冻油。
7.有机化合物类
• 主要是有机氧化物、有机硫化物、有机氮化 物。命名是R600序号中编写，6后面的1代表 氧化物、2硫化物、3氮化物。如：乙醚 C2H5OC2H5–R610； 甲胺 CH3NH2 –R630。
8.环状有机化合物类
• 命名是R后面先加字母C，后面按氟里昂编号 规则编写。
• 臭氧层在氯原子，氟原子和溴原子附近会被毁坏。 这些元素含在很稳定的氟氯烃(如氟里昂)中。这些 气体分子升到平流层，在紫外线照射之后，分解成 各种单元素气体，破坏臭氧。这些气体比空气重， 最终会降落到地球表面，和有机物质反应之后被吸 收。但是在平流层已经破坏了很多臭氧。氯气破坏 性最大，可以破坏它十万倍的臭氧。
• 2. 会影响农作物的生产。 实验表明，过量的紫外线辐射
会使植物叶片变小，减少了植物进行光合作用的面积，从 而影响作物的产量同时，过量紫外线辐射还会影响到部分 农作物种子的质量，使农作物更易受杂草和病虫害的损害。 一项对大豆的初步研究表明，臭氧层厚度减少25％，大豆 将会减产20％－25％。
3.2 哪些气体可以破坏臭氧层？
3.3 臭氧层破坏原因实验
• 最着名的是1987年代表19个组织和四个国家，在 智利的蓬塔阿雷纳斯，进行的一项大规模研究，即 机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大 小达到历史最大，引起科学界和政界的注意。
• 同时持氟里昂破臭氧层观点的学者认为，南极上 空之所以会出现臭氧层空洞是因为当地的极度寒冷 所至。他们认为云层中粒子无论属何性质，由什么 构成，当其表面温度低于-73摄氏度时，任何形式存 在的氯转都会发生转变为活性氯的化学反应。当南 极洲处于暖季（11月~3月）时，南极上空臭氧层中 的氯化合物只受到太阳紫外线辐射的影响，分解缓 慢。但当进入酷寒的冬季（4~10月），其气温可达88.3摄氏度，云层中冰冷的粒子此时便成了释放活 性氯的化学反应的催化剂，这就更大破坏了南极上 空臭氧，因此出现臭氧层空洞。
• 近地面10公里以内的对流层臭氧约占总臭氧15%， 对流层臭氧增加,会增强温室效应。
平流层
3.1 臭氧层被破坏的危害
• 1.会影响人类的健康。 臭氧层被破坏后，其吸收紫外线 的能力大大降低，使得人类接受过量紫外线辐射的机会大 大增加了。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系 统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性 疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增 加皮肤癌的发病率。据统计，全世界范围内每年大约有10 万人死于皮肤癌，大多数病例与过量紫外线辐射有关。臭 氧层的臭氧每损耗1％，皮肤癌的发病率就会增加 2％。 另外，过量紫外线辐射还会诱发各种眼科疾病，如白内障、 角膜肿瘤等。
• 1973年，美国化学家马里奥·莫利纳首次提出氟里 昂对臭氧层有影响。氟里昂是一种氟氯烃，在冰箱 和空调器中已经做了20多年的制冷剂。但是当时没 有学者测试臭氧层厚度，也没有多少臭氧层研究， 各国政府没有在意。 臭氧层空洞是在做南极研究时 逐步发现。这些研究在地面和空中一起测量，由各 国合作测量。
3.5 中国正式加入《蒙特利尔议定书》
• 联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议， 36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气 臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国1992年正式宣 布加入修订后的《蒙特利尔议定书》。
• 对于CFCs：发达国家，从1996年1月1日起完全停止生 产和消费；发展中国家，最后停用日期是2010年。