六氟化硫氣體的危害

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六氟化硫（SF6）氣體是目前發現的六種溫室氣體之一。在高壓電器制造行業使用著大量的SF6氣體，由于使用、管理不當或沒有按正確的方法對其進行回收、再生處理，導致SF6氣體及在高溫電弧作用下產生的有毒分解物排放到大氣中，給人類賴以生存的環境帶來污染和破壞，同時給電器設備的正常運行和人們身體健康帶來不利影響。

1、概述

自1900年法國化學家摩森（H.Moissan）和李博(P.Lebeau)在實驗室中將硫在氟氣中燃燒以制備六氟化硫（SF6）氣體以來，人們已從中收益非淺。因純SF6氣體的化學穩定性，早期用于進行人工氣胸治療肺結核空洞；同時因其優異的絕緣和滅弧性能也倍受人們的關注。從1940年作為絕緣介質開始，迄今已被廣泛地應用在電力設備中，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，范圍的擴大，正確的使用和管理SF6氣體，保護好我們賴以生存的環境及人身安全等問題被提到了重要的議事日程上來。

2、SF6氣體的性質

2.1 SF6氣體的物理性質

純凈的SF6氣體是一種無色、無嗅、基本無毒、不可燃的鹵素化合物。其相對密度在氣態時為6.16g/cm3(20℃,0.1MPa時)，在液態時為 1400g/cm3(20℃時)；在相同狀態下約是空氣相對密度的5倍。為便于運輸和貯存，SF6氣體通常以液態形式存在于鋼瓶中。

2.2 SF6氣體的化學性質

SF6氣體的化學性質非常穩定，在空氣中不燃燒，不助燃，與水、強堿、氨、鹽酸、硫酸等不反應；在低于150℃時，SF6氣體呈化學惰性，極少熔于水，微熔于醇。對電器設備中常用的金屬及其它有機材料不發生化學作用。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物，主要是SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等。

3 SF6氣體的毒性來源

從有關部門的試驗及研究結果可知，SF6氣體的毒性主要來自5個方面。

1）SF6產品不純，出廠時含高毒性的低氟化硫、氟化氫等有毒氣體。大家知道，目前

化工行業制造SF6氣體的方法主要是采用單質硫磺與過量氣態氟直接化合反應而成；即S+3F2→SF6+Q（放出熱量）。在合成的粗品中含有多種雜質，其雜質的組成和含量因原材料的純度、生產設備的材質、工藝條件等因素的影響而有很大差異，雜質總含量可達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如HF、OF2、CF4、N2、O2等。為了凈化粗品中的雜質，合成后的SF6氣體還需要經過水洗、堿洗、熱解（去除劇毒的十氟化物）、干燥、吸附、冷凍、蒸餾提純等一系列凈化處理過程才能得到純度在99.8%以上的產品。然后再用壓縮機加壓，充入降溫至-80℃左右的鋼瓶中，以液態形式存在。在使用時減壓放出，呈氣態沖入電氣設備中。

除在上面的合成過程中產生的雜質外，另外，在氣體的充裝過程中還可能混入少量的空氣、水分、和礦物油等雜質，這些雜質均帶有或會產生一定的毒性物質。因此，為保證SF6產品的純度和質量，對出廠的SF6產品國際電工委員會（IEC）及許多國家均制定了質量標準，并要求生產廠家在供貨時提供生物試驗無毒證明書。

2）電器設備內的SF6氣體在高溫電弧發生作用時而產生的某些有毒產物。例如：SF6氣體在電弧中的分解和與氧的反應：

2SF6 + O2 →2SOF2 + 8F（氟化亞硫酰）

2SF6 + O2 →2SOF4 + 4F（四氟化硫酰）

SF6 →SF4 + 2F（四氟化硫酰）

SF6 →S + 6F（硫）

2SOF4 + O2 →2SO2F2 + 4F（氟化硫酰）

3）電器設備內的SF6氣體分解物與其內的水分發生化學反應而生成某些有毒產物。例如：SF6氣體分解物與水的繼發性反應：

SF4 + H2O →SOF2 + 2HF（氫氟酸）

SOF4 + H2O →SO2F2 + 2HF（氫氟酸）

SOF2 + H2O　→ SO2 + 2HF（二氧化硫）

SO2F2 + 2H2O　→ H2SO4 + 2HF（硫酸）