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聚創(chuàng)環(huán)保

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科普—六氟化硫

更新時間:2023-10-11 09:43:47

六氟化硫,是一種無機化合物,化學式為SF6,常溫常壓下為無色無臭無毒不燃的穩(wěn)定氣體,分子量為146.055,在20℃和0.1 MPa時密度為6.0886kg/m3,約為空氣密度的5倍,六氟化硫分子結構呈八面體排布,鍵合距離小、鍵合能高,因此其穩(wěn)定性很高,在溫度不超過180℃時,它與電氣結構材料的相容性和氮氣相似。


SF6氣體已有百年歷史,它是法國兩位化學家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體,1940年前后,美國軍方將其用于曼哈頓計劃(核軍事)。SF6是強電負性氣體,它的分子極易吸附自由電子而形成質量大的負離子,削弱氣體中碰撞電離過程,因此其電氣絕緣強度很高,在均勻電場中約為空氣絕緣強度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時出現熱分解高峰,因此在交流電弧電流過零時,SF6對弧道的冷卻作用比空氣強得多,其滅弧能力約為空氣的100倍。由于SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學穩(wěn)定性,它從20世紀50年代末開始被用作高壓斷路器的滅弧介質。在超高壓和特高壓斷路器中,SF6作為滅弧介質,已取代油,并已大量取代了壓縮空氣。從60年代中期起,SF6被廣泛用作高壓電氣設備的絕緣介質。SF6氣體絕緣的全封閉開關設備比常規(guī)的敞開式高壓配電裝置占地面積小得多,且其運行不受外界氣象和環(huán)境條件的影響,因此不僅廣泛用于超高壓和特高壓電力系統(tǒng),而且已開始用于配電網絡(SF6氣體絕緣的開關柜和環(huán)網供電單元)。SF6氣體絕緣的管道輸電線的優(yōu)點是介質損耗小、傳輸容量大,且可用于高落差場合,因此常用于水電站出線,取代常規(guī)的充油電纜。SF6氣體絕緣的變壓器具有防火防爆的優(yōu)點,這種配電變壓器特別適用于人口稠密的地區(qū)和高層建筑的供電。SF6氣體絕緣的超高壓變壓器已研制成功,全氣體絕緣變電所將是變電技術發(fā)展的一個方向。


300℃以下干燥環(huán)境中與銅、銀、鐵、鋁不反應。500℃以下對石英不起作用。250℃時與金屬鈉反應,-64℃時在液氨中反應。與硫化氫混合加熱則分解。200℃時,在特定的金屬如鋼及硅鋼存在下,能促使其緩慢分解。

因為六氟化硫的密度差不多為空氣的五倍,所以吸入六氟化硫的人在說話時,發(fā)出的機械波的波長會變長,說話聽起來更像男性,而氦氣正好相反,吸入后波長變短,說話聽起來更像女性。



新一代超高壓絕緣介質材料

作為良好的氣體絕緣體,被廣泛用于電子、電氣設備的氣體絕緣。電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑,廣泛應用于微電子技術領域,用作電腦芯片、液晶屏等大型集成電路制造中的等離子刻蝕及清洗劑。在光纖制備中用作生產摻氟玻璃的氟源,在制造低損耗優(yōu)質單模光纖中用作隔離層的摻雜劑。還可用作氮準分子激光器的摻加氣體。在氣象、環(huán)境檢測及其他部門用作示蹤劑、標準氣或配制標準混合氣。在高壓開關中用作滅弧和大容量變壓器絕緣材料。也可用于粒子加速器及避雷器中。利用其化學穩(wěn)定性好和對設備不腐蝕等特點,在冷凍工業(yè)上可用作冷凍劑(操作溫度-45~0℃之間)。由于對α粒子有高度的停止能力,還用于放射化學。此外還作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。

冶煉和鑄造工藝

可用于有色金屬的冶煉和鑄造工藝,也可用于鋁及其合金熔融物的脫氣和純化。在微電子業(yè)中,可用六氟化硫蝕刻硅表面并去除半導體材料上的有機或無機膜狀物,并可在光導纖維的制造過程中,作為單膜光纖隔離層摻雜劑。加有六氟化硫的電流遮斷器額定電壓高,且不易燃燒,另外,六氟化硫還用于各種加速器、超高壓蓄電器、同軸電纜和微波傳輸的絕緣介質。六氟化硫是應用較為廣泛的測定大氣污染的示蹤劑,示蹤距離可達100km。六氟化硫化學穩(wěn)定性好,對設備不腐蝕,在冷凍工業(yè)中可作為冷凍劑(操作溫度在-45~0℃之間),作制冷劑替代氟利昂,對臭氧層完全沒有破壞作用,符合環(huán)保和使用性能的要求,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹评鋭?。用作電氣絕緣介質和滅弧劑,測定大氣污染程度的示蹤劑。

高壓電纜中作為絕緣材料

主要用于高壓開關中滅弧,在大容量變壓器和高壓電纜中作為絕緣材料使用??稍诤肆W蛹铀倨骷氨芾灼鱔射線設備中作為氣體的絕緣材料,利用SF6化學穩(wěn)定性好,對設備不腐蝕,在冷凍工業(yè)中可作為冷凍劑(操作溫度在-45~0℃之間),SF6對α-粒子有高度的停止能力,故在放射化學中也有應用;也可作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。



消防措施

危險特性:若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。

有害燃燒產物:氧化硫、氟化氫。

滅火方法:該品不燃。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處,并進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業(yè)工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。如有可能,即時使用。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。


操作注意事項:密閉操作,局部排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。遠離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。

儲存注意事項:儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與易(可)燃物、氧化劑分開存放,切忌混儲。儲區(qū)應備有泄漏應急處理設備。

包裝方法:鋼質氣瓶

運輸注意事項:鐵路運輸時需經生物試驗證明合格,根據合格證托運。采用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動。嚴禁與易燃物或可燃物、氧化劑等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。鐵路運輸時要禁止溜放。


六氟化硫是一種窒息劑,在高濃度下會呼吸困難、喘息、皮膚和黏膜變藍、全身痙攣。 吸入80%六氟化硫+20%的氧氣的混合氣體幾分鐘后,人體會出現四肢麻木,甚至窒息死亡 。

電弧作用下六氟化硫氣體的分解物如四氟化硫,氟化硫,二氟化硫,氟化亞硫酰,二氟化硫酰,四氟亞硫酰和氫氟酸等,它們都有強烈的腐蝕性和毒性。

六氟化硫氣體以其高耐電強度及良好的熱穩(wěn)定性能,被廣泛應用于高壓電氣設備中。六氟化硫氣體的化學性質極為穩(wěn)定。純凈的六氟化硫氣體是無毒的,但在大電流開斷時,由于強烈的電弧放電會產生一些含硫的低氟化物。這些物質反應能力較強,當有水和氧氣時又會與電極材料、水份進一步反應,從而分解產生有毒或劇毒氣體。這些有毒氣體主要損害人體的呼吸系統(tǒng),中毒后會出現類似于感冒、皮膚過敏、惡心嘔吐、疲勞等不良反應,吸入劑量大時,會出現更加嚴重的后果。



1.工作現場應強力通風,檢修人員應在上風位置;
2.佩戴好防毒面具和防護手套;
3.將排出的氣體進行回收、或用導管將氣體排入下水溝內,不宜直接向大氣排放;
4.工間休息前或工作結束后,臉、頸、臂和手要用肥皂和大量的水徹底洗凈;
5.如不慎接觸到劑量較大的氣體時,應立即洗凈,更換衣服,及時去醫(yī)院觀察治療。?

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