环境材料学 环境替代材料PPT课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
因此寻找替代氟里昂类物质的无公害的新型制 冷剂已成为目前研究的热点。
.
8
替代制冷剂
目前广泛应用的有:
(1) 异丁烷
它是很早被使用的制冷剂,但由于其具有可燃性没有得到推广。 德国绿色和平组织在上世纪重新论证了其在小型制冷系统上 使用的可靠性后逐渐大规模用于冰箱制冷。由于其作为制冷 剂具有原料易得、对臭氧层无破坏、高循环率和不用换压缩 机润滑油等优点,因而有着良好的应用前景。
.
12
替代制冷剂
吸附致冷是利用吸附- 脱附时吸热或放热的性质制冷, 常用的制冷剂体系包括金属氢化物- 氢、沸石分子筛H2O、活性炭- 氮气、氧化镨- 氧化铈体系等。
目前世界上关于氟利昂的替代方案很多,但都不很令人 满意。迄今为止,世界上还没有发现一种经济和能效超 过氟利昂的电冰箱制冷、发泡替代品在未来能最大满 足人与自然的和谐和可持续发展的制冷剂应为自然物 质,如氨、二氧化碳、异丁烷等,是今后值得关注和研 究的方向。
.
11
替代制冷剂
此外,科研人员还发展了磁致冷和吸附致冷等 替代技术。
磁致冷又叫“顺磁盐绝热致冷”。
顺磁盐中包含铁或稀土元素,其3d、4f 层电子 未充满,因此具有磁性,在励磁和退磁过程中会 吸热或放热,例如以硝酸镁铈为致冷剂的磁致 冷机降温可接近0 K。
利用这种性质发展的制冷技术具有效率高、成 本低、结构简单等优点,其最大好处在于不污 染环境。
后两个反应中Cl和ClO都未被消耗，其净效果是：
O＋O3→2O2
.
5
臭氧层保护
1985年3月，22个国家签署了关于臭氧层保护的《维也纳公约》。 这是原则上限制使用含氯氟烃化合物的初步协议。
1987年4月，30多个国家的代表出席了日内瓦关于《臭氧层公约》 的临时磋商会议，并通过一项条约，将CFCs的生产与使用冻结在 1986年的水平上。只要有2/3主要签约国家的努力，6—8年内 CFCs就会降低30％。
.
6
臭氧层保护
1989年，《蒙特利尔议定书》缔约国第一次会Hale Waihona Puke Baidu通 过关于臭氧层保护的《赫尔辛基宣言》。
1990年，《蒙特利尔议定书》缔约国第二次会议在 伦敦举行，通过《蒙特利尔议定书》修正案。2000 年1月1日全部淘汰CFCs。
1991年，《蒙特利尔议定书》缔约国第三次会议， 呼吁对臭氧耗损进行新的紧急科学评价。
1987年9月，46个国家的代表在蒙特利尔通过了关于臭氧层耗损 物质的《蒙特利尔议定书》，并于1989年1月1日生效。此协议要 求1993年各国削减CFC11、CFC12实际消耗量的20％，1998年 消减50％。
1988年10月，在海牙召开了关于保护臭氧层的国际会议。与会代 表认为，即使实施了《蒙特利尔议定书》，也不能消除南极臭氧 洞的存在，因此，需要更严厉的措施。
(3) 石棉橡胶制品,有高压板、中压板、绝缘板、耐油板和耐 酸板等。
1992年11月，《蒙特利尔议定书》缔约国第四次会 议在哥本哈根举行。
.
7
氟里昂
一些新型制冷剂,如四氯乙烷、二氟乙烷、五 氟乙烷、二氟甲烷、三氟甲烷以及它们的混合 物虽然不破坏臭氧层,但它们大都是温室气体, 也被联合国气候变化框架公约大会(1997) 在 日本京都通过的“京都议定书”列为限制使用 的物质。
环境工程材料
环境替代材料
.
1
环境替代材料
氟里昂替代品 石棉替代品 含磷洗涤替代品
.
2
氟里昂
化学组成
氟里昂是卤代烃的总称。最早商品化的氟里昂是二氟二氯甲 烷(1932) 、一氟三氯甲烷(1931) ,还有四氟二氯乙烷、五氟 一氯乙烷、二氟二氯甲烷等。
用途：
由于其优良的性能,20 世纪30 年代以来,氟里昂被广泛用作 制冷剂、发泡剂、清洗剂、灭火剂和喷雾剂。
.
15
石棉概述
石棉是一种能劈分有弹性、弧度高的耐热和耐化学腐 蚀的天然硅酸盐矿物纤维。
石棉经加工后的各种制品过去曾被广泛采用,主要有
(1) 石棉纺织制品,用作隔热保温材料,密封填料。其产品基体 用作水电解、食盐电解的隔膜材料。
(2) 石棉摩擦材料,有刹车片、离合器片、火车闸片、石油钻 机刹车块等。
致命缺点
它是一种“温室效应气体”,温室效应值比二氧化碳大1700 倍,更危险的是它会破坏大气层中的臭氧。
.
3
氟里昂
.
4
臭氧层破坏
CFCs (氟氯烃)在紫外线的作用下放出氯原子, 氯原子与臭氧发生自由基链反应,一个氯原子就 可以消耗上万个臭氧分子。
CFCl3＋Uv→CFCl2＋Cl CF2Cl2＋Uv→CF2Cl＋Cl Cl＋O3→ClO＋O2 ClO＋O→Cl＋O2
此外还有三氟二氯乙烷与三氯甲烷、五氯己烷、四 氯己烷的混合剂。三氯甲烷、五氟乙烷的混合剂等。
这些制冷剂其中仍含有对大气臭氧层具有破坏性的 氯,但由于有着比较理想的制冷效应,目前尚没有被 淘汰,属于过渡替代品。
.
10
替代制冷剂
据报道,国内有公司选择多元混合物作为替代 品,于1997 年底成功地开发出无毒、难燃的 KLB 绿色制冷剂,其成品破坏臭氧层值仅为0. 008 ,温室系数仅为0. 015 ,远远低于国际组织 对氟利昂替代品所规定的环保指数。KLB 制冷 剂不但能直接替代氟利昂,而且节能效果也十 分显著。
.
13
石棉
.
14
石棉概述
石棉按矿物组成和化学成分不同,可以分为蛇 纹石石棉(温石棉) 和角闪石石棉。
通常所称石棉多指蛇纹石石棉,化学组成为 Mg6 (Si4 O10 ) (O H) 8 ,浅黄绿色或蓝绿色, 常含少量Fe 、Al 、Ca 等机械混入物,单斜晶 系,呈层状构造,在高倍电子显微镜下,纤维呈平 行排列的极细空心管。
1999 年,该种物质占到冰箱制冷剂的15 % ,我国和美国的小 型冰箱使用的是这种制冷剂,在日本,安全法规不允许使用这 种制冷剂。这种制冷剂的缺点除了使用上的安全性外,碳氢化 合物具有比HFCS 类物质高的光化学烟雾,也是值得考虑的问 题。
.
9
替代制冷剂
(2) 二氟乙烷与二氟一氯甲烷的混合剂
它们具有良好的制冷性能,在我国和美国的部分冰箱 生产线用了此物质。它具有环保性能优越、节能等 优点,在我国可以自行生产,适合我国国情。到1999 年,这种制冷剂占到15%。
.
8
替代制冷剂
目前广泛应用的有:
(1) 异丁烷
它是很早被使用的制冷剂,但由于其具有可燃性没有得到推广。 德国绿色和平组织在上世纪重新论证了其在小型制冷系统上 使用的可靠性后逐渐大规模用于冰箱制冷。由于其作为制冷 剂具有原料易得、对臭氧层无破坏、高循环率和不用换压缩 机润滑油等优点,因而有着良好的应用前景。
.
12
替代制冷剂
吸附致冷是利用吸附- 脱附时吸热或放热的性质制冷, 常用的制冷剂体系包括金属氢化物- 氢、沸石分子筛H2O、活性炭- 氮气、氧化镨- 氧化铈体系等。
目前世界上关于氟利昂的替代方案很多,但都不很令人 满意。迄今为止,世界上还没有发现一种经济和能效超 过氟利昂的电冰箱制冷、发泡替代品在未来能最大满 足人与自然的和谐和可持续发展的制冷剂应为自然物 质,如氨、二氧化碳、异丁烷等,是今后值得关注和研 究的方向。
.
11
替代制冷剂
此外,科研人员还发展了磁致冷和吸附致冷等 替代技术。
磁致冷又叫“顺磁盐绝热致冷”。
顺磁盐中包含铁或稀土元素,其3d、4f 层电子 未充满,因此具有磁性,在励磁和退磁过程中会 吸热或放热,例如以硝酸镁铈为致冷剂的磁致 冷机降温可接近0 K。
利用这种性质发展的制冷技术具有效率高、成 本低、结构简单等优点,其最大好处在于不污 染环境。
后两个反应中Cl和ClO都未被消耗，其净效果是：
O＋O3→2O2
.
5
臭氧层保护
1985年3月，22个国家签署了关于臭氧层保护的《维也纳公约》。 这是原则上限制使用含氯氟烃化合物的初步协议。
1987年4月，30多个国家的代表出席了日内瓦关于《臭氧层公约》 的临时磋商会议，并通过一项条约，将CFCs的生产与使用冻结在 1986年的水平上。只要有2/3主要签约国家的努力，6—8年内 CFCs就会降低30％。
.
6
臭氧层保护
1989年，《蒙特利尔议定书》缔约国第一次会Hale Waihona Puke Baidu通 过关于臭氧层保护的《赫尔辛基宣言》。
1990年，《蒙特利尔议定书》缔约国第二次会议在 伦敦举行，通过《蒙特利尔议定书》修正案。2000 年1月1日全部淘汰CFCs。
1991年，《蒙特利尔议定书》缔约国第三次会议， 呼吁对臭氧耗损进行新的紧急科学评价。
1987年9月，46个国家的代表在蒙特利尔通过了关于臭氧层耗损 物质的《蒙特利尔议定书》，并于1989年1月1日生效。此协议要 求1993年各国削减CFC11、CFC12实际消耗量的20％，1998年 消减50％。
1988年10月，在海牙召开了关于保护臭氧层的国际会议。与会代 表认为，即使实施了《蒙特利尔议定书》，也不能消除南极臭氧 洞的存在，因此，需要更严厉的措施。
(3) 石棉橡胶制品,有高压板、中压板、绝缘板、耐油板和耐 酸板等。
1992年11月，《蒙特利尔议定书》缔约国第四次会 议在哥本哈根举行。
.
7
氟里昂
一些新型制冷剂,如四氯乙烷、二氟乙烷、五 氟乙烷、二氟甲烷、三氟甲烷以及它们的混合 物虽然不破坏臭氧层,但它们大都是温室气体, 也被联合国气候变化框架公约大会(1997) 在 日本京都通过的“京都议定书”列为限制使用 的物质。
环境工程材料
环境替代材料
.
1
环境替代材料
氟里昂替代品 石棉替代品 含磷洗涤替代品
.
2
氟里昂
化学组成
氟里昂是卤代烃的总称。最早商品化的氟里昂是二氟二氯甲 烷(1932) 、一氟三氯甲烷(1931) ,还有四氟二氯乙烷、五氟 一氯乙烷、二氟二氯甲烷等。
用途：
由于其优良的性能,20 世纪30 年代以来,氟里昂被广泛用作 制冷剂、发泡剂、清洗剂、灭火剂和喷雾剂。
.
15
石棉概述
石棉是一种能劈分有弹性、弧度高的耐热和耐化学腐 蚀的天然硅酸盐矿物纤维。
石棉经加工后的各种制品过去曾被广泛采用,主要有
(1) 石棉纺织制品,用作隔热保温材料,密封填料。其产品基体 用作水电解、食盐电解的隔膜材料。
(2) 石棉摩擦材料,有刹车片、离合器片、火车闸片、石油钻 机刹车块等。
致命缺点
它是一种“温室效应气体”,温室效应值比二氧化碳大1700 倍,更危险的是它会破坏大气层中的臭氧。
.
3
氟里昂
.
4
臭氧层破坏
CFCs (氟氯烃)在紫外线的作用下放出氯原子, 氯原子与臭氧发生自由基链反应,一个氯原子就 可以消耗上万个臭氧分子。
CFCl3＋Uv→CFCl2＋Cl CF2Cl2＋Uv→CF2Cl＋Cl Cl＋O3→ClO＋O2 ClO＋O→Cl＋O2
此外还有三氟二氯乙烷与三氯甲烷、五氯己烷、四 氯己烷的混合剂。三氯甲烷、五氟乙烷的混合剂等。
这些制冷剂其中仍含有对大气臭氧层具有破坏性的 氯,但由于有着比较理想的制冷效应,目前尚没有被 淘汰,属于过渡替代品。
.
10
替代制冷剂
据报道,国内有公司选择多元混合物作为替代 品,于1997 年底成功地开发出无毒、难燃的 KLB 绿色制冷剂,其成品破坏臭氧层值仅为0. 008 ,温室系数仅为0. 015 ,远远低于国际组织 对氟利昂替代品所规定的环保指数。KLB 制冷 剂不但能直接替代氟利昂,而且节能效果也十 分显著。
.
13
石棉
.
14
石棉概述
石棉按矿物组成和化学成分不同,可以分为蛇 纹石石棉(温石棉) 和角闪石石棉。
通常所称石棉多指蛇纹石石棉,化学组成为 Mg6 (Si4 O10 ) (O H) 8 ,浅黄绿色或蓝绿色, 常含少量Fe 、Al 、Ca 等机械混入物,单斜晶 系,呈层状构造,在高倍电子显微镜下,纤维呈平 行排列的极细空心管。
1999 年,该种物质占到冰箱制冷剂的15 % ,我国和美国的小 型冰箱使用的是这种制冷剂,在日本,安全法规不允许使用这 种制冷剂。这种制冷剂的缺点除了使用上的安全性外,碳氢化 合物具有比HFCS 类物质高的光化学烟雾,也是值得考虑的问 题。
.
9
替代制冷剂
(2) 二氟乙烷与二氟一氯甲烷的混合剂
它们具有良好的制冷性能,在我国和美国的部分冰箱 生产线用了此物质。它具有环保性能优越、节能等 优点,在我国可以自行生产,适合我国国情。到1999 年,这种制冷剂占到15%。