臭氧层保护与制冷技术创新

在我们生活的地球表面11—45公里之间的同温层（又称平流层）中覆盖着低浓度的臭氧层。臭氧层是人类生存的一道天然的保护屏障，它能吸收90％的太阳紫外线。如果臭氧层遭到破坏，紫外线就大量直射到地球表面。人类过多地接受紫外线，会导致皮肤癌、白内障等疾病，还会降低人的免疫系统。紫外线能破坏作物生长和生态环境，加重温室效应，给人类的生活与生存带来严重威胁。 本世纪30年代，一种人工合成的化学制品叫氟利昂在美国杜邦公司问世。作为一项新技术，氟利昂开创了人类制冷技术上的新天地，几十年来，氟利昂大量用于制冷业。直到70年代初，科学家研究发现，地球上空的臭氧层不断耗减、温室效应上升与氟利昂大量使用有直接关系。科学家认定，氟利昂、哈龙等是破坏臭氧层的罪魁祸首，他们把这类物质称之为“消耗臭氧层物质”（ODS）。这一发现引起国际社会的高度重视。在国际社会的努力下，1985年制订了《保护臭氧层维也纳公约》，1987年又制订了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。《议定书》确立了全球保护臭氧层国际合作框架，对破坏臭氧层的化学物质提出了消减生产和使用的时间限制，并就消耗臭氧层物质及制品的贸易、数据报送和违约处理程序等做出规定，特别是建立了旨在帮助发展中国家承担《议定书》规定义务的多边基金机制。目前，《议定书》的缔约方已达到172个。 我国政府十分重视环境保护，坚持把环境保护作为一项基本国策，并积极参与全球保护环境的合作。我们已正式加入《保护臭氧层维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》。今年11月29日，我国隆重承办了第十一届《蒙特利尔议定书》缔约方大会，江泽民总书记到会发表了重要讲话。会议通过了《北京宣言》。表明了中国政府对环境和臭氧层保护的信心和能力。 今年是发展中国家进入实质性的履约阶段。从今年7月1日起，将氟利昂的生产量和消费量冻结在1995—1997年三年平均水平上。按照这一要求，我国要淘汰主要消耗臭氧层物质生产5000吨，这无疑对我国制冷业带来严重影响。我国是发展中国家，又是世界上消耗臭氧层物质的生产和消费大国，涉及的企业多，分布广，技术水平低。因此，要实现《议定书》确立的目标，关键是坚持科技进步与创新。如何在制冷剂和制冷技术上开发创新，寻找新的有利于环境保护的替代物，是制冷业面临的重大课题。 实际上，制冷业一直都在寻求新的技术突破。在多年的实践中，形成了下列几个方面。 一、以吸收式制冷替代压缩式制冷。吸收式制冷已有100多年的历史，目前应用较广的是溴化锂（LiBr）吸收制冷机，主要用于中央空调项目。这种产品以水为制冷剂，LiBr溶液为吸收剂。这两种物质为天然物质，无毒无害，不破坏臭氧层，也不存在剂冷排放、泄漏对全球变暖的影响。从保护环境上讲，吸收式制冷是中央空调项目的理想选择，因而被许多国家作为替代物所采纳。 二、寻找新的制冷剂。欧洲一些国家主张使用天然制冷剂，如水蒸气、氨、碳氢类化合物、二氧化碳等。水作为制冷剂，无毒，不可燃，对环境无不良影响，但水蒸气容量太大，一般压缩机无法使用，只应用于中央空调系统；氨具有优良的传热性能，且价格低廉、易于检漏，但氨对铜的腐蚀性、特殊气味及安全性低；碳氢化合物的消耗臭氧层物质和对全球变暖作用小，可作为制冷替代物，但碳氢化合物高易燃，使用受到限制，在欧洲多应用于家用冰箱、空调系统；二氧化碳作为制冷剂已有较长历史，但在高温环境运行时效率低、冷量损失大，技术上一时难以克服。而美、日等国则支持开发氟化烃类替代物。理由是，1、氟化烃达到《议定书》规定的目标。2、对比各类替代物，氟化烃是有效地综合考虑安全、性能和环境相互平衡的物质。但氟化烃同样也存在缺陷，如能耗大、制造成本高、与通常采用的矿物润滑油不相容、可靠性下降、有一定的毒性。 从长远看，采用生物圈中固有的、对环境不起任何破坏作用的物质作为制冷剂是发展的方向。 （摘自《科技日报》）