Вред от фреонов

Хладагент R407c. Зеотропная смесь хладагентов R32 (23%), R125 (25%) и R134a (52%). Химическая формула CHF2CF3+CH2F2+CH2FCF3. Многокомпонентный бесцветный газ без запаха. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +60 до -60°С. При нормальном атмосферном давлении (101 кПа) кипит при температуре -43,8°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1370 (по некоторым данным 1600)), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Температура самовозгорания 733°С. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества.

При использовании фреона R407с применяются  полиэфирные масла. Такие масла  гигроскопичны, поэтому требования к сборке и вводу в эксплуатацию оборудования на фреоне R407с более  жесткие, чем для R22. Молекула R407с  намного меньше R22, что делает его  более подверженным утечке. Многокомпонентность  фреона приводит к неравномерному испарению  компонентов в случае утечки (из-за температурного глайда), после чего изменяется состав и физические свойства фреона. Такой недостаток приводит к тому, что после утечки более 10% R407с из холодильного контура необходима полная перезаправка системы. Заправка производится только жидким фреоном.

Фреон R407с на данный момент, когда R22 запрещается к применению в  холодильных машинах (в частности, в кондиционерах), является наиболее подходящей альтернативой. Эти два  вида фреонов обладают практически  одинаковыми давлениями конденсации  и кипения, что дает возможность  замены фреона R22 в системе на R407с  без существенных конструктивных изменений  в системе. Для этого понадобится  заменить масло, фильтры-осушители, предохранительные  клапаны и эластомеры, подходящие для полиэфирного масла. Учитывая, что  коэффициент теплопередачи R407с примерно на четверть меньше, чем у R22, производительность системы после перехода на новый  вид фреона также снизится процентов  на 20-25.

Хладагент R410а. Псевдоазеотропная смесь хладагентов R32 (50%) и R125 (50%) - компоненты в случае утечки испаряются одинаково, при этом состав смеси и физические свойства не изменяются. Химическая формула CHF2CF3+CH2F2. Двухкомпонентный бесцветный газ со слабым запахом. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +50 до -70°С. При нормальном атмосферном давлении (100-105кПа) кипит при температуре -51,6°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1890), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Не самовоспламеняется при повышении температуры и давления. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества.

При использовании фреона R410а применяются  синтетические полиэфирные масла, предъявляющие высокие требования к монтажу и вводу в эксплуатацию установок на фреоне R410а по количеству влаги в системе. По сравнению  с R22 имеет большую плотность, а  следовательно и больший коэффициент  теплопередачи (при температуре  конденсации 54°С КТ больше на 50%), позволяющий  уменьшать металлоемкость теплообменников. Существенный недостаток - на 35-45% большие, чем у R22 давление конденсации и  кипения. Этот фактор обязывает при  конструировании систем кондиционирования  с использованием фреона R410а применять  более толстостенные трубопроводы и более мощный компрессор, способный  сжимать фреон до давления порядка 30-35 бар.

Теоретически, замена фреона R22 на R410а  возможна, но потребует больших затрат на модернизацию компрессора, замену теплообменников, фильтров-осушителей, предохранительных  клапанов, датчиков давления, эластомеров, масла компрессора... Более целесообразно  создавать новое оборудование, предназначенное  для работы с использованием R410а, нежели реконструировать старое, работающее с фреоном R22. Хладагент R410а имеет  не так уж много преимуществ по сравнению с R22. Основные достоинства: он озонобезопасен и имеет больший  коэффициент теплопередачи, что  позволяет уменьшить площади  теплообменников. Недостатки: высокое давление конденсации и кипения (при температуре 43°С давление R410а составляет 26 бар, в то время как у R22 этот показатель всего лишь 16 бар); необходимость применения гигроскопичного полиэфирного масла (более дорогого и "капризного" в сравнении с минеральным); высокая стоимость фреона; более жесткие требования к пайке трубопроводов, герметичности контура и вакуумированию системы перед заправкой. Заправка производится только жидкостью.

Хладагент R134а. Тетрафторэтан (CF3CFH2). Однокомпонентный бесцветный газ со слабым запахом хлороформа. R134а пришел на замену фреону R12. Используется в бытовых холодильниках и автомобильных кондиционерах, в среднетемпературном холодильном оборудовании и системах центрального кондиционирования. Температура кипения изменяется в зависимости от давления от +90 до -70°С. При нормальном атмосферном давлении (100-105кПа) кипит при температуре -26,5°С. При сжатии газообразный фреон переходит в фазу жидкости. Потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0), потенциал парникового эффекта на 100 лет (GWP = 1300), ПДК в воздухе при воздействии сроком 1 час порядка 1гр/м.куб. Взрыво-, пожаробезопасен. Способен самовоспламеняться при повышении температуры и давления. Смешиваясь с воздухом, образовывает горючие смеси. При взаимодействии с пламенем разлагается на токсичные вещества (такие, как фтороводород). Хладагент R134а нельзя смешивать с R12. При этом образовывается азеоторопная смесь (50/50%) и газ высокого давления.

При использовании фреона R134а применяются  синтетические полиэфирные масла. Молекула фреона R134а имеет очень  малый размер, что увеличивает  риск утечки. Эти факторы требуют  более тщательного вакуумирования и осушения системы, а также предъявляют  более жесткие требования к герметичности  холодильного контура. Благодаря однокомпонентности фреона, производить заправку можно  как жидким, так и газообразным хладагентом.

 

2.3 Вред и пути решения

 

В 1987 году в соответствии с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) вступил  в действие "Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой", предусматривающий постепенное  сокращение производства и потребления  ряда хлорфторуглеродов. В частности  в соответствии с этим протоколом фреон R-12 (как наиболее способствующий разрушению озонового слоя) и R-22, а  также другие фреоны, разрушающие  озоновый слой, перестали применяться  в бытовой технике. Однако они  продолжают применяться при тушении  пожаров.

По шкале "вредности" фреонов  Хладон 22 (Фреон 22) относится к веществам 4-го класса опасности. Эти вещества обладают наркотическим действием, вызывает слабость, переходящую в возбуждение, спутанность сознания, сонливость, при больших концентрациях -  удушье. При попадании на кожу  жидкий фреон может вызвать "обморожение" (пузыри, некроз).

Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они не горят  на воздухе, взрывобезопасны даже при  контакте с открытым пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма ядовитые продукты, например фосген СОСl2, который в  годы первой мировой войны использовался  как боевое отравляющее вещество.

Под действием температур свыше 400 °C фреон может разлагаться с  образованием высокотоксичных продуктов: тетрафторэтилена (4-й класс опасности), хлористого водорода (2-й класс опасности), фтористого водорода (1-й класс опасности).

При определении токсической опасности  хладонов учитываются два основных аспекта: токсичность самого хладона  и токсичность продуктов его  разложения. Степень разложения хладонов при тушении пожара в значительной мере зависит от фазы развития пожара и времени подачи хладона. Использование  хладонов при тушении пожаров  практически безопасно, так как  огнетушащие концентрации по хладонам 23, 318 и 218 на порядок меньше смертельных  концентраций при длительности воздействия  до 4 часов.

Термическому разложению подвергаются примерно 5% массы хладона, поданного  на тушение пожара. Поэтому токсичность  среды, образующейся при тушении  пожара хладонами, будет намного  ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Токсичность существенно зависит  также от степени очистки фреонов  от примесей химических веществ, загрязняющих основное вещество при производственных процессах, которые представляют наибольшую опасность. При температурах 180-380°С и выше за счет термоокислительной деструкции фреонов в окружающую среду выделяются сопутствующие примеси: фтороводород, тетрафторэтилен, 2-трифторметил, пентафторпропен и пр., которые определяют картину интоксикации.

По токсикокинетике хладоны  аналогичны инертным газам. Лишь при  длительном вдыхании хладоны низких концентраций могут оказывать неблагоприятное  влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную системы, легкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов токсический эффект - кислородное голодание - развивается в результате вытеснения кислорода. Время безопасного воздействия хладонов R-125, R-227еа и др. при концентрациях в атмосфере закрытых помещений 9-10,5% составляет 5 минут.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В заключение хотелось бы отметить, что, работая над проблемой “фреонов”, я сделал следующий вывод: необходима перемена сложившихся стереотипов отношения человека и природы. Она не обречена на веки быть источником неисчерпаемых запасов сырьевых ресурсов и полезных ископаемых. Более того, она не мастерская и даже не лаборатория, где допустимы любые эксперименты.

Вообще природа существует не для  человека и он, человек, по отношению  к ней никогда не станет властелином. Представление о власти людей  над природой оказалось лишь очередным  утопическим мифом, который ушёл вместе с веком, веком расточительства.

Устранение устаревшей идеологии  нашего отношения к природе предполагает большую работу по перестройке сознания людей. О росте в общественном сознании приоритета экологических  ценностей свидетельствует тот  факт, что XXI в. наречён мировым сообществом “столетием окружающей среды”, а это значит, что экологический диктат будет определять и экономику, и образование, и культуру; а моя работа – это мой посильный вклад в решение данной проблемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Габриэлян О. С., Остроумов И.  Г. Химия. М., Дрофа, 2008; 

2. Чичибабин А. Е. Основные  начала органической химии. М., Госхимиздат, 1963. – 922 с.; 

3. Лебедев Н. Н. Химия и технология  основного органического и нефтехимического синтеза. М., Химия. 1988. – 592 с.; 

4. Паушкин Я. М., Адельсон С.  В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехимического синтеза. М., 1973. – 448 с.; 

5. Юкельсон И. И. Технология  основного органического синтеза. М., «Химия», 1968.