雙氣體sf6濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
六氟化硫是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、不燃的惰性氣體，它的分子量為146.07，在20℃和0.1 MPa時(shí)密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態(tài)，其臨界溫度為45.6℃，三相點(diǎn)溫度為-50.8℃，常壓下升華點(diǎn)溫度為-63.8℃。六氟化硫分子結(jié)構(gòu)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(guò)180℃時(shí)，它與電氣結(jié)構(gòu)材料的相容性和氮?dú)庀嗨啤?/font>
SF6氣體已有百年歷史，它是法國(guó)兩位化學(xué)家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，1940年前后，美國(guó)軍方將其用于曼哈頓計(jì)劃（核軍事）。
SF6是強(qiáng)電負(fù)性氣體，它的分子極易吸附自由電子而形成質(zhì)量大的負(fù)離子，削弱氣體中碰撞電離過(guò)程，因此其電氣絕緣強(qiáng)度很高，在均勻電場(chǎng)中約為空氣絕緣強(qiáng)度的2.5倍。SF6氣體在t≈2000K時(shí)出現(xiàn)熱分解高峰，因此在交流電弧電流過(guò)零時(shí)，SF6對(duì)弧道的冷卻作用比空氣強(qiáng)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(xué)穩(wěn)定性，它從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始被用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)。在超高壓和特高壓斷路器中，SF6作為滅弧介質(zhì)，已取代油，并已大量取代了壓縮空氣。SF6http://www.dabgzyd.cn/
簡(jiǎn)介
從60年代中期起，SF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。SF6氣體絕緣的全封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備比常規(guī)的敞開(kāi)式高壓配電裝置占地面積小得多，且其運(yùn)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(kāi)始用于配電網(wǎng)絡(luò)(SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)柜和環(huán)網(wǎng)供電單元)。SF6氣體絕緣的管道輸電線的優(yōu)點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、傳輸容量大，且可用于高落差場(chǎng)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(diǎn)，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(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。微溶于水、醇及醚，可溶于氫氧化鉀。不與氫氧化鈉、液氨及鹽酸起化學(xué)的反應(yīng)。300℃以下干燥環(huán)境中與銅、銀、鐵、鋁不反應(yīng)。500℃以下對(duì)石英不起作用。250℃時(shí)與金屬鈉反應(yīng)，-64℃時(shí)在液氨中反應(yīng)。與硫化氫混合加熱則分解。200℃時(shí)，在特定的金屬如鋼及硅鋼存在下，能促使其緩慢分解。
物性數(shù)據(jù)編輯
錫紙漂浮在六氟化硫氣體上
錫紙漂浮在六氟化硫氣體上
1、性狀：無(wú)色無(wú)味氣體。
2、熔點(diǎn)（℃）：-51
3、沸點(diǎn)（℃）：-64（升華）
4、相對(duì)密度（水=1）：1.67（-100℃）
5、相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：6.602
6、飽和蒸氣壓（kPa）：2450（25℃）
7、臨界溫度（℃）：45.6
8、臨界壓力（MPa）：3.76
9、辛醇/水分配系數(shù)：1.68
10、溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚
11、汽化熱（Kg/mol）：23.59（升華熱）
12、熔化熱（Kg/mol）：5.82
13、黏度（mPa·s，氣體）：0.01576
14、黏度（mPa·s，液體）：0.277
15、折射率（氣體）：1.000783
毒理學(xué)數(shù)據(jù)編輯
1、急性毒性：兔子靜脈注射LD50：5790mg/kg。
2、六氟化硫是一種窒息劑，在高濃度下會(huì)呼吸困難、喘息、皮膚和黏膜變藍(lán)、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(huì)出現(xiàn)四肢麻木，甚至窒息死亡 。我國(guó)規(guī)定，操作間空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于6g/m3或空氣中氧含量應(yīng)大于18%；短期接觸，空氣中六氟化硫氣體的允許濃度不大于7.5g/m3。六氟化硫在藥理上是惰性氣體，低毒但對(duì)人體有窒息作用。在生活或使用過(guò)程中會(huì)分解一些痕量的有毒硫的低氟化合物和氟氧化合物。
3、急性毒性LD50：5790mg/kg（兔靜脈）。
制備編輯
1、直接合成法 經(jīng)凈化后的氟（含HF≤0．5%）和硫反應(yīng)生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經(jīng)水洗、堿洗除去絕大部分雜質(zhì)氣體，再經(jīng)熱解爐分解S2F10成SF6和SF4（300～350℃），然后經(jīng)堿洗進(jìn)一步除去雜質(zhì)，凈化后的SF6氣體經(jīng)硅膠及分子篩干燥器干燥后，制得六氟化硫產(chǎn)品。
將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無(wú)水氟化氫中，以鎳為陽(yáng)極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫?；蚍土蛑苯臃磻?yīng)制備六氟化硫。還可以金屬氧化物為催化劑于300℃下用空氣氧化四氟化硫，或者在500～2000℃使氟化硫熱解。
2、以長(zhǎng)約300mm直徑25mm的鎳管為反應(yīng)器，將盛有硫粉的鎳舟置于其中，反應(yīng)管與一石英阱連接，石英阱以液態(tài)氧冷卻。裝置的末端與一裝有新脫水的KF的鐵制干燥管相連，以隔離空氣中的濕氣。硫在氟氣流中燃燒，生成的產(chǎn)物凝聚在冷阱中。隨后進(jìn)行純化，使產(chǎn)物氣化并通過(guò)10%的KOH熱溶液（不用NaOH）洗滌除去其中的雜質(zhì)（HF，SF2，SF4，SOF2，S2F10）。然后用P4O10干燥產(chǎn)物氣體，并在室溫下通過(guò)活性炭除去S2F10。
3、使SO2在過(guò)量的F2中燃燒可生成SF6。反應(yīng)溫度約650℃，產(chǎn)物在冷阱中凝聚，其中除SF6外主要雜質(zhì)是SO2F2。純化時(shí)將其通過(guò)裝有水和熱的10%KOH溶液的洗滌瓶，最后用P4O10干燥。
4.元素氟和硫直接反應(yīng)法。
直接電解法 將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無(wú)水氟化氫中，以鎳為陽(yáng)極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫。用硫化氫與無(wú)水氫氟酸電解時(shí)，以鎳作極，鐵作陰極，溫度為－10～20℃，電壓為7～20V。電解產(chǎn)物應(yīng)除去雜質(zhì);催化氧化法 金屬氧化物為催化劑，于300℃下，用空氣氧化四氟化硫，該法缺點(diǎn)是收率過(guò)低。
熱解法，在500～2000℃使SF4熱解，但該法的轉(zhuǎn)換率及收率皆低，采用微波放電分解SF4亦可。氟化鈷法 將硫磺或其他硫化物在三氟化鈷和二氯化鈷存在下與過(guò)量氟作用以制備六氟化硫。二氧化硫與氟燃燒法。聯(lián)產(chǎn)法 氯氟代甲烷和六氟化硫聯(lián)產(chǎn)，氟化碳（COF2）與六氟化硫聯(lián)產(chǎn)。
作用用途編輯
1、新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料。作為良好的氣體絕緣體，被廣泛用于電子、電氣設(shè)備的氣體絕緣。電子級(jí)高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑，廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)領(lǐng)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(chǎn)摻氟玻璃的氟源，在制造低損耗優(yōu)質(zhì)單模光纖中用作隔離層的摻雜劑。還可用作氮準(zhǔn)分子激光器的摻加氣體。在氣象、環(huán)境檢測(cè)及其他部門用作示蹤劑、標(biāo)準(zhǔn)氣或配制標(biāo)準(zhǔn)混合氣。在高壓開(kāi)關(guān)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(xué)穩(wěn)定性好和對(duì)設(shè)備不腐蝕等特點(diǎn)，在冷凍工業(yè)上可用作冷凍劑（操作溫度－45~0℃之間）。由于對(duì)α粒子有高度的停止能力，還用于放射化學(xué)。此外還作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。
2、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(dǎo)體材料上的有機(jī)或無(wú)機(jī)膜狀物，并可在光導(dǎo)纖維的制造過(guò)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?shù)慕^緣介質(zhì)。目前六氟化硫是應(yīng)用較為廣泛的測(cè)定大氣污染的示蹤劑，示蹤距離可達(dá)100km。六氟化硫化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)設(shè)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(duì)臭氧層完全沒(méi)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(zhì)和滅弧劑，測(cè)定大氣污染程度的示蹤劑。
3、主要用于高壓開(kāi)關(guān)中滅弧，在大容量變壓器和高壓電纜中作為絕緣材料使用。可在核粒子加速器及避雷器X射線設(shè)備中作為氣體的絕緣材料，利用SF6化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)設(shè)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(duì)α-粒子有高度的停止能力，故在放射化學(xué)中也有應(yīng)用；也可作為一種反吸附劑從礦井煤塵中置換氧。
4、用作電子設(shè)備和雷達(dá)波導(dǎo)的氣體絕緣體。 [3]
急救措施
吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。 [4]
消防措施
危險(xiǎn)特性：若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。
有害燃燒產(chǎn)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(chǎng)移至空曠處。 [4]
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)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(fēng)，加速擴(kuò)散。如有可能，即時(shí)使用。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。
處置與儲(chǔ)存編輯
操作注意事項(xiàng)：密閉操作，局部排風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過(guò)濾式防毒面具（半面罩）。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑接觸。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。應(yīng)與易（可）燃物、氧化劑分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
運(yùn)輸信息編輯
包裝方法：鋼質(zhì)氣瓶
運(yùn)輸注意事項(xiàng)：鐵路運(yùn)輸時(shí)需經(jīng)生物試驗(yàn)證明合格，根據(jù)合格證托運(yùn)。采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過(guò)車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、氧化劑等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。 [4]
環(huán)境影響編輯
雖然六氟化硫本身對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)害，但它卻是一種溫室效應(yīng)氣體，其單分子的溫室效應(yīng)是二氧化碳的2.2萬(wàn)倍，是《京都議定書(shū)》中被禁止排放的6種溫室氣體之一。
根據(jù)IPCC提出的諸多溫室氣體的GWP（全球變暖潛能）指標(biāo)，六氟化硫的GWP值最大，500年的GWP值為32400，且由于六氟化硫高度的化學(xué)穩(wěn)定性，其在大氣中存留時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)3200年。
當(dāng)今世界六氟化硫的排放量極少，對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)相比于二氧化碳而言完全可以忽略；但出于長(zhǎng)久的環(huán)保和安全考慮，如何合理、正確的回收凈化六氟化硫氣體，是必須解決的問(wèn)題。 [6]
安全信息編輯
危險(xiǎn)品標(biāo)志：XiIrritant（刺激性物品）
R37 刺激呼吸系統(tǒng)。
S38 通風(fēng)不良時(shí)，須佩戴適當(dāng)?shù)暮粑鳌?/font>
危險(xiǎn)類別：2.2
危害：Irritant（刺激性物品） [7]
氣體監(jiān)測(cè)編輯
純凈的SF6氣體雖然無(wú)毒，但在工作場(chǎng)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于低洼處，如電纜溝中。濃度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)使人窒息的危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)戶內(nèi)通風(fēng)裝置時(shí)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(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。因此在電力系統(tǒng)GIS等應(yīng)用SF6的工作場(chǎng)所，要加裝SF6氣體泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)備，SF6氣體監(jiān)測(cè)的主要方法有一下四種：
1）電化學(xué)技術(shù)（TGS830、TGS832）費(fèi)加羅傳感器或鹵素氣體傳感器。
電化學(xué)技術(shù)的原理是被檢測(cè)氣體接觸到200°C左右高溫的催化劑表面，并與之發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電信號(hào)的改變，以此來(lái)發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)氣體。電化學(xué)技術(shù)其成本低、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以連續(xù)工作的特點(diǎn)。
2）高壓擊穿技術(shù)。
電擊穿技術(shù)是從SF6在電力上的典型應(yīng)用——作為絕緣氣體應(yīng)用在GIS開(kāi)關(guān)柜中演變而來(lái)的。其工作原理是根據(jù)SF6氣體絕緣的特性，從置于被檢測(cè)空氣中的高壓電極間電壓的變化來(lái)判斷空氣中是否含有SF6氣體。因其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，檢測(cè)精度相對(duì)高的特點(diǎn)。
3）紅外光譜技術(shù)（IAC510）
紅外光譜吸收技術(shù)(又稱激光技術(shù)）的原理是SF6作為溫室氣體，對(duì)特定波段的紅外光有很強(qiáng)烈的吸收特性。紅外光譜技術(shù)的特點(diǎn)是成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈敏度高，不受環(huán)境的影響和干擾，對(duì)環(huán)境的溫度和濕度的變化所帶來(lái)的檢測(cè)誤差很小，由于其是采用主動(dòng)抽取測(cè)試點(diǎn)氣體的原理，帶來(lái)的效果是發(fā)現(xiàn)泄漏早，反應(yīng)迅速。同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)工程實(shí)施中的布線也帶來(lái)了很大的方便。
4）電子捕獲ECD原理
電子捕獲檢測(cè)器（electron capture detector)，簡(jiǎn)稱ECD。 電子捕獲檢測(cè)器也是一種離子化檢測(cè)器，它是一個(gè)有選擇性的高靈敏度的檢測(cè)器，它只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)，如含鹵素、硫、磷、氮的物質(zhì)有信號(hào)，物質(zhì)的電負(fù)性越強(qiáng)，也就是電子吸收系數(shù)越大，檢測(cè)器的靈敏度越高，而對(duì)電中性（無(wú)電負(fù)性）的物質(zhì)，如烷烴等則無(wú)信號(hào)。
法規(guī)信息編輯
《化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例 》（1987年2月17日國(guó)務(wù)院發(fā)布），《化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則 》（化勞發(fā)[1992] 677號(hào)），《工作場(chǎng)所安全使用化學(xué)品規(guī)定》 （[1996]勞部發(fā)423號(hào)）等法規(guī)，針對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的安全使用、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定；
《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志 》（GB 13690-92）將該物質(zhì)劃為第2.2 類不燃?xì)怏w；《車間空氣中六氟化硫衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8777-88），規(guī)定了車間空氣中該物質(zhì)的最高容許濃度及檢測(cè)方法。
可用于工廠條件的1、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)合。維修方便傳感器采用數(shù)字化模組設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)更換時(shí)無(wú)需校零、標(biāo)定。聲光報(bào)警（選配）
