六氟化硫氣體的危害

1、六氟化硫氣體的危害 六氟化硫( SF6)氣體是目前發(fā)現(xiàn)的六種溫室氣體之一。在高壓電 器制造行業(yè)使用著大量的 SF6氣體，由于使用、管理不當(dāng)或沒(méi)有按正 確的方法對(duì)其進(jìn)行回收、再生處理，導(dǎo)致 SF6氣體及在高溫電弧作用 下產(chǎn)生的有毒分解物排放到大氣中，給人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境帶來(lái)污染 和破壞，同時(shí)給電器設(shè)備的正常運(yùn)行和人們身體健康帶來(lái)不利影響。 自1900年法國(guó)化學(xué)家摩森( H.Moissan)和李博(P.Lebeau) 在實(shí) 驗(yàn)室中將硫在氟氣中燃燒以制備六氟化硫( SF6)氣體以來(lái)，人們已從 中收益非淺。因純 SF6氣體的化學(xué)穩(wěn)定性，早期用于進(jìn)行人工氣胸治 療肺結(jié)核空洞；同時(shí)因其優(yōu)異的絕緣和滅弧性能

2、也倍受人們的關(guān)注。 從 1940 年作為絕緣介質(zhì)開(kāi)始，迄今已被廣泛地應(yīng)用在電力設(shè)備中，如 高壓斷路器、變壓器、互感器、電容器、避雷器、接觸器、熔斷器、 管道母等。隨著 SF6氣體使用量的增加，范圍的擴(kuò)大，正確的使用和 管理 SF6氣體，保護(hù)好我們賴(lài)以生存的環(huán)境及人身安全等問(wèn)題被提到 了重要的議事日程上來(lái)。 2、SF6氣體的性質(zhì) 2.1SF6 氣體的物理性質(zhì) 純凈的 SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)嗅、基本無(wú)毒、不可燃的鹵素化 合物。其相對(duì)密度在氣態(tài)時(shí)為 6.16g/cm3(20 ,0.1MPa時(shí)) ，在液態(tài)時(shí) 為 1400g/cm3(20時(shí)) ；在相同狀態(tài)下約是空氣相對(duì)密度的 5 倍。為便 于運(yùn)輸和貯

3、存， SF6氣體通常以液態(tài)形式存在于鋼瓶中。 2.2SF6 氣體的化學(xué)性質(zhì) SF6氣體的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在空氣中不燃燒，不助燃，與 水、強(qiáng)堿、氨、鹽酸、硫酸等不反應(yīng)；在低于 150時(shí)， SF6氣體呈化 學(xué)惰性，極少熔于水，微熔于醇。對(duì)電器設(shè)備中常用的金屬及其它有 機(jī)材料不發(fā)生化學(xué)作用。然而，在大功率電弧、火花放電和電暈放電 作用下， SF6氣體能分解和游離出多種產(chǎn)物，主要是 SF4和 SF2，以及 少量的 S2、F2、S、F 等。 3SF6氣體的毒性來(lái)源 從有關(guān)部門(mén)的試驗(yàn)及研究結(jié)果可知， SF6氣體的毒性主要來(lái)自 5 個(gè)方面。 1）SF6產(chǎn)品不純，出廠時(shí)含高毒性的低氟化硫、氟化氫等有毒氣 體

4、。大家知道，目前 化工行業(yè)制造 SF6氣體的方法主要是采用單質(zhì)硫磺與過(guò)量氣態(tài)氟 直接化合反應(yīng)而成；即 S+3F2SF6+（Q 放出熱量）。在合成的粗品中含 有多種雜質(zhì)，其雜質(zhì)的組成和含量因原材料的純度、生產(chǎn)設(shè)備的材 質(zhì)、工藝條件等因素的影響而有很大差異，雜質(zhì)總含量可達(dá)5%。其組 成有硫氟化合物，如： S2F2、SF2、SF4、 S2F1O等；硫氟氧化合物如 SOF2、 SO2F2、SOF4、S2F10O等以及原料中帶入的雜質(zhì)如 HF、OF2、 CF4、N2、O2等。為了凈化粗品中的雜質(zhì)，合成后的 SF6氣體還需要經(jīng) 過(guò)水洗、堿洗、熱解（去除劇毒的十氟化物）、干燥、吸附、冷凍、 蒸餾提純等一系列

5、凈化處理過(guò)程才能得到純度在 99.8%以上的產(chǎn)品。然 后再用壓縮機(jī)加壓，充入降溫至 -80左右的鋼瓶中，以液態(tài)形式存 在。在使用時(shí)減壓放出，呈氣態(tài)沖入電氣設(shè)備中。 除在上面的合成過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)外，另外，在氣體的充裝過(guò)程 中還可能混入少量的空氣、水分、和礦物油等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)均帶有 或會(huì)產(chǎn)生一定的毒性物質(zhì)。因此，為保證 SF6產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，對(duì) 出廠的 SF6產(chǎn)品國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）及許多國(guó)家均制定了質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)，并要求生產(chǎn)廠家在供貨時(shí)提供生物試驗(yàn)無(wú)毒證明書(shū)。 2）電器設(shè)備內(nèi)的 SF6氣體在高溫電弧發(fā)生作用時(shí)而產(chǎn)生的某些有 毒產(chǎn)物。例如： SF6氣體在電弧中的分解和與氧的反應(yīng)： 2SF6

6、+O22SOF2+（8F氟化亞硫酰） 2SF6+O22SOF4+（4F四氟化硫酰） SF6SF4+2（F 四氟化硫酰） SF6S+6F（硫） 2SOF4+O22SO2F2+（4F氟化硫酰） 3）電器設(shè)備內(nèi)的 SF6 氣體分解物與其內(nèi)的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生 成某些有毒產(chǎn)物。例如： SF6氣體分解物與水的繼發(fā)性反應(yīng)： SF4+H2OSOF2+2（HF氫氟酸） SOF4+H2OSO2F2+2（H氫F 氟酸） SOF2+H2OSO2+2（H二F 氧化硫） SO2F2+2H2OH2SO4+（2H硫F酸） 4）電器設(shè)備內(nèi)的 SF6氣體及分解物與電極（ CuW合金）及金屬 材料（ AL、Cu）反應(yīng)而生成某些有毒產(chǎn)物。例如： SF6氣體及分解物與 電極或其它材料反應(yīng)： 3SF6+WW（F6氣態(tài)） +3SF4 3F+ALALF（3 固態(tài)粉末） 3SOF2+AL2O32AL（F3固態(tài)粉末） +3SO2 SF6+CuCuF2固（ 態(tài)粉末 ）+SF6 4SF6+W+Cu2S2（F2氣態(tài)） +3WF（6 氣態(tài)） +CuF2（固態(tài)粉末） 5）電器設(shè)備內(nèi)的 SF6氣體及分解物與絕緣材料反應(yīng)而生成某些有 毒產(chǎn)物。如與含有硅成分的環(huán)氧酚醛玻璃絲布板（棒、管）等絕緣 件；或以石英砂、玻璃作填料的環(huán)氧樹(shù)脂澆注件、模壓件以及瓷瓶、 硅橡膠、硅脂等起化學(xué)作用，生成 SiF4、Si （CH3）2F2等產(chǎn)物。 4SF6氣體的