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聚氨酯硬泡CFC替代技术手册
CFCs和CFCs的替代

 氯氟碳或CFCs,由氯、氟和碳三种元素组成。它是由杜邦公司(Du Pont)和通用汽车(General Motors)于1930年共同研发出来的,用作安全冷冻剂,代替有腐蚀性和有毒性的二氧化硫和氨水。后来杜邦公司冠以Freon(氟利昂)商标对CFCs进行销售,用于制冷行业和空调制造业。CFCs有多种不同形式,由于其毒性低,化学性质稳定,深受各行业的欢迎。同时,CFCs还具有生产工艺简单和生产成本低廉等特点。经过40多年发展后,CFCs的应用已扩展到各行各业,成为年产值达到20亿美元的产业。
    到20世纪70年代末,CFC已广泛应用于各个行业,发展成为具有数十亿美元的产业。除用作冷冻剂之外,CFCs还可用作泡沫的发泡剂、电路板的清洗剂以及喷雾器和灭火器的发生剂等方面。用作发泡剂时,CFCs可以用来制作硬质泡沫,生产泡沫冰箱、速食容器和绝热硬质泡沫板。由于具有无毒和不易燃烧的特点,因此非常适于这类应用。另外,CFCs还可用于制作软质泡沫,用于生产泡沫家具垫和泡沫枕头。
   但遗憾的是,CFCs对生态环境有副作用。在20世纪70年代初期,科学家们发现由于化学性质稳定,CFC分子在低层大气中很难分解,而是渗入到同温层,破坏了臭氧层,而臭氧层的主要作用是保护地球免受紫外线的辐射。
   当分子进行入低层大气中,一般会出现下列三种情况之一:受太阳辐射分解;溶解于水中,沉淀回到地球;或在大气中与含氧类物质反应,如臭氧或氢氧根。但是,CFC分子是透明的,不吸收肉眼可见的辐射;它不溶于水,因此也不会沉淀;它是惰性分子,因此它也不与氧类物质反应。所以它可以长时间的存在,并进入到同温层(大气层的上半部分)。在同温层中,CFCs会遇到主要由臭氧层吸收的有害紫外线。紫外线使CFCs分解,释放出氯原子,将臭氧分子分离成为游离的氧分子和一氧化二氯分子,从而破坏了臭氧分子。一个氯原子就可以破坏100,000个以上的臭氧分子。臭氧层被破坏,将大大提高患皮肤癌、白内障和其它眼睛疾病的机率,会带来灾难性的后果。另外它可能还会造成粮食灾害,水生生物的减产,并形成“温室效应”(地球大气变暖)。
   通常情况下,物质用ODP(臭氧破坏潜力)或GWP(全球变暖潜力)两个指标进行评估。ODP是一种对比CFC-11对臭氧层影响情况的化学相对效应测量方法,与物质含氯原子的数量和物质分子在大气中的寿命有关。大气寿命是指物质进入空气中后经过自然处理从大气中消失所用的时间。GWP是一种类似方法,它以二氧化碳(CO2)为参照物。下表列出的是CFCs、HCFCs 和HFCs的.有关参数值。


有关CFCs和替代的规定
针对臭氧层被破坏这一威胁,美国在1990年的《清洁空气法修订版》(CAA)中的第606章中规定了停止CFCs生产的时间表。下列CFCs冷冻剂在美国的生产停止日期为1995年年底:CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114, CFC-115, R-500, R-502, 和 R-503.
   联合国环境开发署(UNEP)也制订了控制臭氧破坏物质的国际性框架。这个框架直接导致了《关于臭氧破坏的蒙特利尔协定》的签订。1990年,《蒙特利尔协定》各方确定了HCFCs作为CFCs和其它破坏性ODS(臭氧破坏物质)的过渡性替代物。1992年,《协定》各方又制订了一个详细的消除HCFCs的时间表,对像美国这样的二类国家(发达国家)进行了规定。2002年6月美国和其它184个国家共同签署了该协议。1993年,美国环境保护局(EPA)根据1990年《清洁空气法》(CAA)第606条的授权,制订了化学对化学(用化学品替代化学品)的消除计划(58联邦65018,1993年12月10日),以完成《协定》的消除计划。HCFC消除时间表如下:

HCFC 消除时间表日期 《蒙协定》 清洁空气法的规定
1989 基年 基年
1996.1.1 最大消耗量 最大消耗量
2004.1.1 最大消耗量的35% 不再生产和进口 HCFC-141b.
2010.1.1 最大消耗量的65% 不再生产和进口 HCFC-142b 和 HCFC-22,但在2010年之前可用于机械制造
2015.1.1 最大消耗量的90% 不再生产和进口 HCFC-142b 和 HCFC-22,但在2010年之前可作冷冻剂,用于机械制造
2020.1.1 最大消耗量的99.5% 不再生产和进口 HCFC-142b 和 HCFC-22.
2030.1.1 完全停止 不再生产和进口HCFC

* 美国最大消耗量为15537公吨ODP(相当于17129吨HCFC),2004年1月1日前有效。
1994年3月18日,美国环境保护局(EPA)公布了《重大新型替代品政策(SNAP)规定》(59联邦13044)的最终稿,列出了美国环境保护局(EPA)的CFC替代品的接受目录清单,涉及冷藏和空调、溶剂、发泡剂和灭火剂等领域。SNAP下的替代品目录定期在联邦注册局更新。EPA的臭氧网站(见下)也将提供ODS替代品的目录。
   《清洁空气法修订版》第608条规定,含超过50磅冷冻剂的系统所有者要负责弥补出现的泄漏。对于商用冷却器,如果年消耗超过总消耗15%,必须在30天内对泄漏进行修补,或替换和更新设备。工业用或商用冷藏系统年泄漏率不得超过35%。608条还规定对修理或维修含CFCs或HCFCs的冷藏或HVAC的技术人员实行办证制度。共有四级证书。办理证书时必须通过美国环境保护局(EPA)的测试。

  • 类型 I修理小型电器
  • 类型 II维修和处理高压电器,小型电器和机动车空调系统除外
  • 类型 III:维修和处理低压电器
  • 通用型:维修各种设备
  • 根据《清洁空气法》,从1992年7月1日起,机动车和电器的冷冻剂必须先回收再进行处理。违反禁令者将被处以高额的环保和财政罚款。EPA被授权可以对违法情况处以每天高达25000美元的罚款。一些汽车制造商也向经销商提供赔款保证,鼓励他们回收冷冻剂。

    其它信息(略):
       空调和冷冻技术研究所
       Cool Sense
       美国环境保护局

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