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六氟化硫的“前世今生”

 roseforgreat 2016-08-22

简介


六氟化硫(化学式:SF6)是一种无色、无味、无毒的气体,不可燃,微溶于水。分子为八面体构型,属于超价分子,无极性。

SF6气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体,1940年前后,美国军方将其用于曼哈顿计划(核军事),1947年提供商用。当前SF6气体主要用于电力工业中。

作用用途


六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍,击穿电压是空气的2.5倍,灭弧能力是空气的100倍,是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。六氟化硫以其良好的绝缘性能和灭弧性能,如:断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂,被大量应用于微电子技术领域。冷冻工业作为制冷剂,制冷范围可在-45℃~0℃之间。电气工业利用其很高介电强度和良好的灭电弧性能,用作高压开关、大容量变压器、高压电缆和气体的绝缘材料。

采矿工业用作反吸附剂,用于矿井煤尘中置换氧。高纯SF6还因其化学惰性、无毒、不燃及无腐蚀性,还被广泛应用于金属冶炼(如镁合金熔化炉保护气体)、航空航天、医疗(X光机、激光机)、气象(示踪分析)、化工(高级汽车轮胎、新型灭火器)等。随着当今科技的发展,SF6涉及的领域不断扩展,被越来越多的基础领域和科技领域广泛应用。

危险性



早在 1979 年,上海第一医学院和上海市化工局职业病防治研究所就对长期从事或接触 六氟化硫(SF6) 气体的人群进行了调查及动物试验。

在对生产和使用 六氟化硫(SF6) 气体的两家企业的工人进行职业流行病学调查中,对年龄、性别、劳动强度、专业工龄、是否吸烟等相近的工人,进行分组对照、比较,对工人们的健康情况未发现有明显的损害。但从统计的症状发生率来看,表现出乏力、记忆力差、咽痛、胸闷的人数较多。

在对动物(雌性大、小鼠)进行分组急性静式染毒试验、亚急性静式染毒试验中,分别将白鼠放在不同浓度的 六氟化硫(SF6) 新气体或(与电弧接触过的)开断气的气体分组箱里。其结果是急性静式染毒试验未发现异常,而亚急性静式染毒试验则发现一只大鼠的肺毛细血管在电子显微镜下有轻度亚微结构改变。是否就是由 六氟化硫(SF6) 气体引起的,因试验的动物数量有限,还难以定论。

温室效应是指大气中的二氧化碳等气体能透过太阳短波辐射,使地球表面升温。同时阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射,从而使大气增温。由于二氧化碳等气体的这一作用与 “ 温室 ” 的作用类似,故称之为 “ 温室效应 ” ,二氧化碳等气体被称为 “ 温室气体 ” 。发现人类活动排放的温室气体有六种,它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫,这当中氟化物就有三种。其中 CO2 对温室效应影响最大,占 60% ,而 六氟化硫(SF6) 气体的影响仅占 0.1% ,但 六氟化硫(SF6) 气体分子对温室效应具有潜在的危害,这是因为 六氟化硫(SF6) 气体一个分子对温室效应的影响为 CO2 分子的 25000 倍,同时,排放在大气中的 六氟化硫(SF6)气体寿命特长,约 3400 年。现今,每年排放到大气中的 CO2 气体约 210 亿,而每年排放到大气中的 六氟化硫(SF6) 气体相当于 1.25 亿 t CO2 气体。

全球每年生产的大约 8500t 六氟化硫(SF6) 气体中,约有一半以上用于电力工业。而在电力工业中,高压开关设备约占用气量的 80% 以上。其中中压开关的用气量约占1/10 ;主要是用在 126 ~ 252kV 的高压、 330 ~ 800kV 的超高压领域,特别是 126kV ~ 252kV ~ 550kV 的断路器( GCB )、 六氟化硫(SF6) 封闭组合电器( GIS)、充气柜( C-GIS )、 六氟化硫(SF6) 气体绝缘管道母线( GIL )中。因此,合理、正确的使用管理 六氟化硫(SF6) 气体,减少排放量已到了非整治不可的地步.

健康危害:纯品无毒。但生产的产品中可能混杂有毒的低氟化硫、氟化氢,十氟化二硫。

燃爆危险:该品不燃。

急救措施


吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

泄漏应急措施



应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。如有可能,即时使用。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

 

气体毒性来源



六氟化硫气体具有优良的绝缘与灭弧性能,广泛地应用在电子、电气设备中,其典型的应用是在供电部门的输变电所、电厂等的高压开关柜内用作气体绝缘。随着六氟化硫电气设备的迅速发展,越来越多的人接触着六氟化硫气体和电弧作用后的六氟化硫分解物。


六氟化硫气体的毒性主要来自5个方面。

1、电器设备内的六氟化硫气体在高温电弧发生作用时而产生的某些有毒产物。

2、六氟化硫产品不纯,出厂时含高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体。

3、电器设备内的六氟化硫气体及分解物与电极(Cu-W合金)及金属材料(Al、Cu)反应而生成某些有毒产物。

4、电器设备内的六氟化硫气体分解物与其内的水分发生化学反应而生成某些有毒产物。

5、电器设备内的六氟化硫气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些有毒产物。如与含有硅成分的环氧酚醛玻璃丝布板(棒、管)等绝缘件;或以石英砂、玻璃作填料的环氧树脂浇注件、模压件以及瓷瓶、硅橡胶、硅脂等起化学作用,生成SiF4、Si(CH32F2等产物。




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