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SF6氣體已有百年歷史,它是法國兩位化學家Moissan和Lebeau於1900年合成的人造惰性氣體,1940年前後,美國軍方將其用於曼哈頓計劃(核軍事)。1947年提供商用。當前SF6氣體主要用於電力工業中。SF6氣體用於4種類型的電氣設備作為絕緣和/或滅弧;SF6斷路器及GIS(在這裡指六氟化硫封閉式組合電器,國際上稱為「氣體絕緣開關設備」(Gas Insulated Switchgear))、SF6負荷開關設備,SF6絕緣輸電管線,SF6變壓器及SF6絕緣變電站。80%用於高中壓電力設備。

1基本簡介

中文名稱:六氟化硫
中文別名:高純六氟化硫
英文名稱:Sulphur hexafluoride
英文別名:sulfur hexafluoride cyl. with 4.75 kg (~net); Sulfur hexafluoride;
Sulphurhexafluoride2; hexafluoro-lambda~6~-sulfane; sulfur(+2) dihydride cation difluoride
CAS:2551-62-4
EINECS:219-854-2
分子式:SF6
分子量:146.05

2理化性質

物理性質
密度:空氣的五倍
外觀與性狀:無色無臭氣體。
熔點(℃):-62
沸點(℃):-51
相對密度(水=1):1.67(-100℃)
相對蒸氣密度(空氣=1):5.11
分子式:SF6
分子量:146.05
溶解性:微溶於水、乙醇、乙醚。
化學性質
化學性質穩定。微溶於水、醇及醚,可溶於氫氧化鉀。不與氫氧化鈉、液氨、鹽酸及水起化學的反應。300℃以下乾燥環境中與銅、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。

3作用用途

六氟化硫具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能。其耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍,擊穿電壓是空氣的2.5倍,滅弧能力是空氣的100倍,是一種優於空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質材料。六氟化硫以其良好的絕緣性能和滅弧性能,如:斷路器、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感器等。電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑,被大量應用於微電子技術領域。冷凍工業作為製冷劑,製冷範圍可在-45℃~0℃之間。電氣工業利用其很高介電強度和良好的滅電弧性能,用作高壓開關、大容量變壓器、高壓電纜和氣體的絕緣材料。採礦工業用作反吸附劑,用於礦井煤塵中置換氧。高純SF6還因其化學惰性、無毒、不燃及無腐蝕性,還被廣泛應用於金屬冶鍊(如鎂合金熔化爐保護氣體)、航空航天、醫療(X光機、激光機)、氣象(示蹤分析)、化工(高級汽車輪胎、新型滅火器)等。隨著當今科技的發展,SF6涉及的領域不斷擴展,被越來越多的基礎領域和科技領域廣泛應用。

4注意事項

危險性概述
健康危害:純品基本無毒。但產品中如混雜低氟化硫、氟化氫,特別是十氟化硫時,則毒性增強。
燃爆危險:該品不燃。
急救措施
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
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
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業工作服。儘可能切斷泄漏源。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。
操作處置與儲存
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:儲存於陰涼、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。儲區應備有泄漏應急處理設備。

5聲音影響

當吸入六氟化硫時,六氟化硫會充滿聲帶的周圍。當我們發聲,聲帶震動的時候,被帶動震動的不是平常我們說話時的空氣而是六氟化硫。因為六氟化硫的分子量比空氣的平均分子量大,震動的頻率較空氣低,所以就會出現比平時低沉渾厚的聲音。
可能看到這你會問:是不是別的比空氣分子量大的氣體都可以實現這種效果呢?答案是是的,而且不同密度的氣體會產生不同的變聲效果!但是,前提是六氟化硫是無毒的,而許多神奇的大分子量氣體都是有毒的。小朋友們可千萬不要嘗試使用其它的氣體來給自己變聲!
相對而言,當吸入比空氣分子量小的氣體時,聲音則會變得清脆尖銳。如:吸入氦氣。
五、六氟化硫(SF6)遇到高溫、高熱的性狀改變及相應防護
六氟化硫(SF6)是良好的氣體絕緣體,被廣泛用於電子、電氣設備的氣體絕緣;其典型的應用是在供電部門的輸變電所、電廠等的高壓開關櫃內用作氣體絕緣。 要防護六氟化硫,首先要了解六氟化硫的物理、化學性質。六氟化硫純品,毒性較低、性狀穩定。但人在吸入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,輕度興奮癥狀。六氟化硫氣體充入高壓開關櫃內有一定的壓力,因此,氣體泄漏的概率較高,而空氣中的氧氣含量充足,這樣使得六氟化硫泄漏后與氧氣結合產生毒性的條件充分。這是需要防護的情況之一。
一旦六氟化硫氣體遇到高熱、高溫(如:電弧),會產生出副產物—氧化硫和氟化氫氣體,它們與未分解的六氟化硫氣體共存。此時就有三種毒氣存在。
  氧化硫是一種硫酸酐,易被人體濕潤的粘膜表面吸收生成硫酸和亞硫酸,對眼和呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。具體表現為流淚、咳嗽、喉灼痛、眼結膜及呼吸道刺痛等癥狀。遇到人體的汗液,會使人的皮膚紅腫。 氟化氫,易溶於水。同樣易被人體濕潤的粘膜表面吸收而生成氫氟酸,它對人體的危害同氧化硫一樣——是眼和呼吸道,但危害更大。氫氟酸常被用於刻蝕玻璃,可見它的腐蝕性極大。若遇到人的汗液,在人的皮膚表面形成氫氟酸,它能穿透皮膚表面向深層滲透,形成潰瘍和壞死,且不易治癒。若骨骼損害引起氟骨病,將無法復原。氟化氫的毒性比之氧化硫和六氟化硫有過之而無不及。
國家化工部《化學危險品安全手冊》中對以上三種化學品規定值如下:
1.六氟化硫 TWA(8小時加權平均值):1000PPM (5790mg/m3)
  STEL(短時暴露極限濃度值): 未定
  2. 氧 化 硫 TWA: 5PPM (13 mg/m3) STEL:5PPM (13 mg/m3)
  3. 氟 化 氫 TWA: 3PPM (2.6 mg/m3) STEL:3PPM 未定
  TWA值:一個工作日(8小時)人體累計吸入的毒氣濃度,以時間加權平均不大於該值,則不會對人體造成傷害。
  STEL值:人體暴露在該濃度的毒氣中,不超過15分鐘不會對人造成傷害。該值未定,則說明不允許人體在未採取防護的情況下進入該毒氣環境。 由以上的數值及對人體危害的程度可知,對六氟化硫的防護有兩個方面:一是六氟化硫氣體本身;二是六氟化硫遇高溫后的副產物,而對副產物的防護更為重要。

6防護

就人體而言,防護的重點是眼部和呼吸道;其次是人體的皮膚,至此,我們就可以針對性地選擇相應的防護用品及裝備。 呼吸系統是生命存活的三大要素之首,必須首先考慮。由於泄漏污染區可能有多種有毒氣體的存在。若採用過濾式防毒面具,因其是負壓式,防護安全係數較低,人吸氣時帶入毒氣的可能性較大,對於有多種毒氣存在,毒性較大且其濃度不確定的場所,選用過濾式面具是不合適的。採用正壓式空氣呼吸器可以完全隔絕毒氣,不考慮毒氣種類的多少、濃度的高低,所以正壓式空氣呼吸器是首選的防護產品。但在選擇正壓式空氣呼吸器品種時,應考慮毒氣是否直接致人死亡這一因素,以便正確選用。 當出現有毒氣體泄漏后,現場人員應就近採用防護器具——如逃生器,並迅速撤離泄漏污染源,中毒人員脫離現場至空氣新鮮處,必要時採用氧氣復甦儀或人工呼吸就地搶救;應急處理人員必須佩帶空氣呼吸器、穿戴相應的防護服和手套後進入事故區,對現場通風對流,稀釋擴散。進入高濃度區域作業,必須有人監護。

7監測

純凈的SF6氣體雖然無毒,但在工作場所要防止SF6氣體的濃度上升到缺氧的水平。SF6氣體的密度大約是空氣的五倍、SF6氣體如有泄漏必將沉積於低洼處,如電纜溝中。濃度過大會出現使人窒息的危險,設計戶內通風裝置時要考慮到這一情況。
  在電弧作用下SF6的分解物如SF4,S2F2,SF2,SOF2,SO2F2,SOF4和HF等,它們都有強烈的腐蝕性和毒性。因此在電力系統GIS等應用SF6的工作場所,要加裝SF6氣體泄漏監測設備,SF6氣體監測的主要方法有一下四種:
1)電化學技術(TGS830、TGS832)費加羅感測器或鹵素氣體感測器。
電化學技術的原理是被檢測氣體接觸到200°C左右高溫的催化劑表面,並與之發生相應的化學反應,從而產生電信號的改變,以此來發現被檢測氣體。電化學技術其成本低、壽命長、結構簡單,可以連續工作的特點。
2)高壓擊穿技術。
電擊穿技術是從SF6在電力上的典型應用——作為絕緣氣體應用在GIS開關櫃中演變而來的。其工作原理是根據SF6氣體絕緣的特性,從置於被檢測空氣中的高壓電極間電壓的變化來判斷空氣中是否含有SF6氣體。因其結構相對簡單,成本低,檢測精度相對高的特點。
3)紅外光譜技術(IAC510)
紅外光譜吸收技術(又稱激光技術)的原理是SF6作為溫室氣體,對特定波段的紅外光有很強烈的吸收特性。紅外光譜技術的特點是成本高,結構複雜,靈敏度高,不受環境的影響和干擾,對環境的溫度和濕度的變化所帶來的檢測誤差很小,由於其是採用主動抽取測試點氣體的原理,帶來的效果是發現泄漏早,反應迅速。同時系統結構對工程實施中的布線也帶來了很大的方便。
4)電子捕獲ECD原理
電子捕獲檢測器(electron capture detector),簡稱ECD。 電子捕獲檢測器也是一種離子化檢測器,它是一個有選擇性的高靈敏度的檢測器,它只對具有電負性的物質,如含鹵素、硫、磷、氮的物質有信號,物質的電負性越強,也就是電子吸收係數越大,檢測器的靈敏度越高,而對電中性(無電負性)的物質,如烷烴等則無信號。

8製備

由單質氟與硫直接化合而得。
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