SF6是什么气体
六氟化硫(SF6)常态下是一种无色、无味、无嗅、无毒的非燃烧性气体,分子量146.06,密度6.139g/l,约为空气的5倍。是已知化学安定性最好的物质之一,其惰性与氮气相似。它具有极好的热稳定性,纯态下即使在500℃以上也不分解。 六氟化硫具有卓越的电绝缘性和灭弧特性,相同条件下,其绝缘能力为空气、氮气的2.5倍以上,灭弧能力为空气的100倍。 六氟化硫的熔点为-50.8℃,可作为-45~0℃温度范围内的特殊制冷剂,又因其耐热性好,是一种稳定的高温热载体。 六氟化硫因上述及其它优良特性,近年来被广泛用于电力、电子、电气行业和激光、医疗、气象、制冷、消防、化工、军事、宇航、有色冶金、物理研究等。
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。SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和/或灭弧;SF6断路器及GIS(在这里指六氟化硫封闭式组合电器,国际上称为“气体绝缘开关设备”(Gas Insulated Switchgear))、SF6负荷开关设备,SF6绝缘输电管线,SF6变压器及SF6绝缘变电站。从用气量讲,80%用于高中压电力设备。
2、区域相关产业: 福建省南平地区目前有氟化工企业8家,其中邵武3家:永飞、华新、海新。建阳1家,顺昌1家,光泽1家,浦城2家,这些企业目前主要产品有氢氟酸、氟化铵、氟硼酸、氟硅酸、冰晶石、氟表面活性剂、含氟织物整理助剂,SF6产品尚属空白,而从国内看,目前仅四川中核红华、洛阳黎明研究院有该产品生产,年总生产能力约2000吨。
3、产品概要: 六氟化硫主要物化性质:中文名称: 六氟化硫英文名称: Sulphur hexafluoride 英文别名: Sulfur hexafluoride;Sulphurhexafluoride 分子式: SF6 分子量: 146.056 CAS号: 2551—62—4 液体密度: 1.322g/cm3(25℃)气体密度: 6.049kg/m3(101.3Kpa,21℃)沸点: -63.9℃(101.3KPa)水中的溶解度:34.53×10-6(25℃)
项目建设的优势和难点
1、优势: 1.1氟化工是集无机化工、有机化工、高分子化工、精细化工于一体,属于高精尖领域,具有吨位小、能源低、附加值高、科技含量大的特点。
在我国氟化工是朝阳工业,是薄弱环节,与国外相比差距相当大。随着纵深发展,附加值提高幅度大,发展前景广阔。产品寿命周期处于成长期,其发展速度远远超过其它化工产品速度。据预计“十一五”期间我国氟化工将发生质变。氟化工产品的运用领域、市场需求将高速发展。
1.2我市氟化工企业基本处于氟化工产业发展的初始阶段,大部分企业还只是生产出售氟化工产业的基础原料——氢氟酸,成本高、附加值低。因此,引进客商,加大对氟化工下游产品的深度开发,对促进当地氟化工产业的发展意义十分重大。
1.3丰富的萤石资源优势。萤石是氢氟酸及其它氟化工生产的最基础原料,邵武现有萤石储量250万吨,居福建省第一位。邻近县市浦城、建阳、将乐都有丰富的萤石资源,为氢氟酸的生产提供了充足的原料保障。邵武是福建省氟化工生产基地,通过十几年的发展,现有永飞、华新、海新等规模氟化工生产企业,年氢氟酸生产能力近7万吨,为氟化工下游产品的开发提供了原料保证。
1.4 通过十几年的发展,我市氟化工企业在生产、技术、管理上都积累了丰富的经验,培养造就了大批科技、管理人才和产业工人,可满足氟系列下游产品开发生产的技术、人才、用工需求。
2、难点: SF6属于氟化工行业中高科技含量产品,目前国内虽有少数企业开发生产,生产工艺技术采集有一定难度。 项目的目的、内容和目标
1、目的: 做大做强氟化工产业,延长产业链,开发科技含量大、附加值高的氟化工产品,整体提高氟化工产品的市场竞争力。
2、内容: SF6产品的研制、开发和生产。
3、目标: 建设SF6生产线,引进资金、技术、人才,发挥邵武氟化工产业优势、人文和人才优势。
项 目 执 行
1、目标内容: 1.1 新建年产1200吨六氟化硫产品生产线,项目分二期组织实施。一期先建年产600吨六氟化硫生产线,其中工业用六氟化硫400吨,高纯度六氟化硫200吨。
1.2待一期项目发挥效益后,根据实际情况,进行二期扩建,形成年产1200吨的生产能力。
1.3二期项目扩建后,建成国内领先、规模最大的六氟化硫生产企业。
2、项目建设:
2.1 产品工艺技术:
2.1.1氟气生产工艺流程图:
2.1.2 六氟化硫工艺流程简图如下:
2.2 第一期项目投资:主要设备及投资估算(以下均按第一期年产600吨六氟化硫编制)
项目投资估算(万元)备 注主要设备6116 土 建7647760平方米其它投资1120含流动资金合计8000万元
3、产品、原料市场简析
3.1 产品市场分析及预测
3.1.1 国内六氟化硫需求量分析及预测国内现有六氟化硫主要生产厂家为四川中核红华、洛阳黎明研究院,年总生产能力2000吨左右,但均无法生产高纯度六氟化硫。目前既无法满足国内市场需求也无法满足出口国际市场的需要,高纯度的产品全部依赖进口。西部大开发,带来水电大开发,水电站一般建在崇山峻岭中,可供建筑的面积小;城网改造,220KV高电压直入负荷中心,闹市之中寸土寸金。而使用六氟化硫生产的电力装备小,占地面积少,10年以上免维护,这就正好发挥了六氟化硫的优势,因此未来的发展,六氟化硫的需求将大量增加。由于现在发电机单机容量越来越大,原国家电力公司已有规定,今后火电厂要增加新的燃煤机组,至少要300MW以上,这就使得短路开断能力差的少油型和压缩空气型断路器已不适用,SF6型断路器逐渐成为主流。我国电力工业的发展,带动了输、变、配电设备制造业,高、中、低压开关及其成套设备制造业的发展,而后者的发展又提高了电力供应的水平,促进了电力工业的发展。可以预计,在我国电力供应仍然落后于发达国家的今天,我国的输、变、配电设备制造业在当今及今后相当长的一段时间,仍会有相当大的发展空间,这将极大带动配套产业,尤其是六氟化硫工业的发展。国内六氟化硫的需求量每年都在以较快的速度增长。2003年约2000吨,2004年约2200吨,2005年约2500吨,每年的需求量稳中有升,据预测2006年市场需求约为3200吨左右。
3.1.2 六氟化硫国际市场分析:国外无机氟化物行业主要分布在有资源和技术优势的国家和地区。近十几年来发达国家一方面注重氟资源的综合利用并向高附加值精细氟化物方向发展,另一方面,生产制造向有资源优势且经济欠发达国家转移。随着世界经济一体化进程的加快以及发展氟化工对氟资源、技术、资本的需要,国际化经营成为趋势。
70年代末,世界六氟化硫的年消耗量为3500吨。目前的年消耗量为9900吨,主要是用于大型发电厂的介电绝缘介质和在半导体制造业中的需求。从台湾市场分析,台湾SF6进口量2003年约650吨,2004年约700吨,2005年约720吨,2006年将达到800吨。
3.2 原料市场简析:无水氟化氢:邵武永飞化工、华新化工、海新化工等3家企业有年产近7万吨的无水氟化氢的生产能力,可确保原料充足供应。同时产品质量能够满足SF6项目生产、工艺技术要求。 硫磺:可以从国内采购或国外进口,质量品质可达到生产的入料要求。
4、产品设计: 4.1 产品质量标准项 目工业级(3N)电子级(5N) SF6含量% ≥99.999.999 空气 ≤10PPm3PPm 四氟化碳 ≤500PPm50PPm H2O ≤10PPm3PPm 酸度 ≤1PPm0.2PPm HF ≤1PPm0.3PPm 毒性生物试验无毒生物试验无毒
5、产品风格: 六氟化硫在室温和大气压下是无色、无味、无嗅的气体,在通常情况下,对任何普通结构的金属都不构成腐蚀可以使用,在150℃左右,铜、不锈钢和铝对SF6的分解产物均具有抗腐蚀作用,在室温下不与水、酸、碱以及灼热的碳铜镁反应,在400℃时才可与硫蒸汽和氢反应,属化学惰性气体。
6、产品功能开发: 六氟化硫(SF6)是一优良的惰性绝缘气体,现已广泛用于高压电气设备及地下电缆等。六氟化硫主要用于电子设备、雷达波导、粒子加速器、变压器、避雷器等的气体绝缘体、制冷剂,示踪装置、医疗、半导体制造中的蚀刻等,以及更广泛的用途。是电力工业继空气、油之后,国际上应用最普遍的第三代绝缘冷却介质,产品主要用于断路器、变压器、管路电缆、蓄电器、组合开关等电气设备。
7、注意事项:化工产品属于危险化学品,在生产中对环境会造成一定影响,因此,消防、安全、环保设施要按国家有关规定设计实施。 投 资 与 收 益 1、投资 项目总投资15000万元,第一期投资8000万元,其中固定资产投资6880万元,流动资金投资1120万元;第二期计划投资7000万元。
项目总结评价
1、可行性: 1.1根据掌握的电解制氟技术和六氟化硫生产技术,无论在技术上还是产品质量上均处于国际先进水平,具备了工业化规模生产六氟化硫的条件。
1.2本项目的建成不仅可以缓解目前国内的产需矛盾,同时还可出口创汇。 2、总结评价: 该项目投资利润高,投资回报期短,经济和社会效益较好,具备建设条件,极具建设投资价值。
六氟化硫,分子式SF6,相对分子质量为146.06,常温常压下为无色、无味、无毒、无腐蚀性、不燃、不爆炸的气体。密度约为空气的5倍,标准状态下密度为6.0886kg/立米.在低温和加压情况下呈液态,冷冻后变成白色固体。升华温度为-63.9℃,熔点-50.8℃,临界温度45.55℃,临界压力为3.759MPa。
六氟化硫具有良好的化学稳定性和热稳定性,在500℃以上赤热状态下也不分解,在800℃以下很稳定。在250℃时与金属钠反应。没有腐蚀性,可以用通用材料,不腐蚀玻璃。卓越的电绝缘性和灭弧性能,相同条件下,其绝缘能力为空气、氮气的2.5倍以上,灭弧能力为空气的100倍,而且气体压力越大,绝缘性能越增高。
六氟化硫的熔点为-50.8℃,可作为-45~0℃温度范围内的特殊制冷剂,又因其耐热性好,是一种稳定的高温热载体。六氟化硫没有毒。微溶于水,在酒精和醚中溶解的比在水中多一些。不溶于盐酸和氨。水中的溶解度为:5.4cm3SF4/kgH2O(SF6分压101.325kPa,25℃)。介电常数为:1002049(气体,101.325kPa,25℃)。在21.1℃时S.P.为2308kPa。 六氟化硫因上述及其它优良特性,
近年来被广泛用于电力、电子、电气行业和激光、医疗、气象、制冷、消防、化工、军事、宇航、有色冶金、物理研究等。六氟化硫用作电气设备的绝缘介质和灭弧介质。主要用于变压器、开关、组合电器。此外,还有避雷器、管道电缆、蓄电器等电气设备也用六氟化硫作绝缘介质
六氟化硫负荷开关是一种开断能力比较强的开关.普通的负荷开关采用的是空气灭弧,而六氟化硫负荷开关触头密封于六氟化硫气仓内,利用六氟化硫的高绝缘性能灭弧.多用于35kV电压等级以下的不重要负荷的配电
六氟化硫SF6
1.别名•英文名
Sulfur hexafluoride、Sulfur fluoride.
2.用途
电子设备、雷达波导、粒子加速器、变压器、避雷器等的气绝缘体,制冷剂,示踪装置,医疗,半导体制造中的蚀刻、化学相淀积、标准气,检漏气体,色谱仪的载气。
3.制法
在高温下硫和氟反应制得。
S+3F2→SF6
4.理化特性
分子量: 146.054
熔点(224kPa): -50.8℃
升化点(101.325kPa): -63.7℃
液体密度(-50.8℃): 1880kg/m3
气体密度(0℃,101.325kPa): 6.52kg/m3
相对密度(气体,空气=1,20℃,101.325kPa):5.114
比容(21.1℃,101.325kPa):0.1516m3/kg
临界温度: 45.5℃
临界压力: 3759kPa
临界密度: 736kg/m3
熔化热(222.35K,224kPa): 34.38kJ/kg
气化热(-63.8℃,101.325kPa): 161.61kJ/kg
比热容(气体,25℃,101.325kPa):CP=665.18J/(kg•K)
(液体,225K): C=759.14J/(kg•K)
蒸气压(-20℃): 680kpa。
(0℃): 1250kPa
(30℃): 2680kPa
粘度(101.325kPa,0℃):0.0142mPa•S
(液体,229.85K):0.500mPa•S
表面张力(-50℃): 11.63mN/m
导热系数(101.325kPa,0℃):0.01206W/(m•K)
折射率(气体,0℃,101.325kPa): 1.000783
5.毒性
最高容许浓度:10ppm(12mg/m3)
六氟化硫在生理学上是不活泼的,在药理学上认为是惰性气体。但是当含有SF4等杂质时便变成有毒物质。当吸入高浓度SF6时可出现呼吸困难、喘息、皮肤和粘膜变蓝、全身痉挛等窒息症状。
6.安全防护
用气装置可用肥皂液检漏。SF6无腐蚀性,可以使用不锈钢、铜、铝等通用材料。发生火灾时可用水和砂土灭火。泄漏的气体,可导入苛性钠和消石灰的混合溶液中处理,或者把泄漏的气瓶放入通风橱内。
环保行业
六氟化硫目前是应用较为广泛的测定大气污染的示踪剂,示踪距离可达100公里。同时六氟化硫作致冷剂替代氟利昂,对臭氧层完全没有破坏作用,符合环保和使用性能的要求,是一种很有发展潜力的致冷剂。
但是:
六氟化硫(SF6)气体是目前发现的六种温室气体之一。在高压电器制造行业使用着大量的SF6气体,由于使用、管理不当或没有按正确的方法对其进行回收、再生处理,导致SF6气体及在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中,给人类赖以生存的环境带来污染和破坏,同时给电器设备的正常运行和人们 身体健康带来不利影响。
健康危害:
纯品基本无毒。但产品中如混杂低氟化硫、氟化氢,特别是十氟化硫时,则毒性增强。
法规信息
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.2 类不燃气体;车间空气中六氟化硫卫生标准(GB 8777-88),规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法。
SF6分析应用报告
六氟化硫(SF6)作为一种示踪气体,广泛应用于通风场压防灭火技术中检测采空区或火区漏风通道、漏风量以及确定火区内的火源位置等方面。示踪气体SF6的分析,主要是利用色谱法,选用一台具有电子捕获检测器(ECD)的色谱仪完成测定,我们选用东西电子的4011B气相色谱仪进行测试。
基本原理:电子捕获检测器是一种有选择性的高灵敏度的检测器,因其只对具有电负性(指分子或原子捕获电子生成负离子的几率)的组份产生的信号,适用于分析含卤素分子的物质以及含O、S、N、P等原子的物质,灵敏度随物质电负性的增强而增强,因此广泛应用于多卤,多硫化合物的分析。
六氟化硫气体绝缘电气设备应用中问题分析
来源:工业电器网 时间:2007-08-05
摘要:文中简介了六氟化硫气体绝缘设备,阐述了六氟化硫气体绝缘介质的缺点和应用中应注意的问题,提出了六氟化硫气体的监测和事故处理措施。
关键词:六氟化硫 应用问题 事故处理
1六氟化硫绝缘设备
六氟化硫气体具有优良的理化性能、灭弧绝缘性能,抗电强度是空气的2.5倍,在0.29兆帕压力时的抗电强度就与变压器油相近,并且六氟化硫气体中不含氧气,不存在触头等部位的氧化问题;六氟化硫设备的触头即使在大电流下遮断,其磨损也极少。六氟化硫电气设备适用范围广,六氟化硫电气设备检修周期长,维护方便,占用地面和空间体积小。用六氟化硫气体作为绝缘介质制成的全封闭组合电气设备,可以包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、母线、避雷器等元件,并且高压带电部分全部密封于钢壳之中,无触电危险,提高了运行的安全性。同时,由于密闭组合,避免了外界环境的影响,适合于大城市、工业密集区、严重污秽地区的变电所安装使用。六氟化硫气体作为绝缘介质仍然存在一些缺点:
①六氟化硫气体本身虽无毒,但它的比重大,比空气重5倍,往往积聚在地面附近,不易稀释和扩散,是一种窒息性物质,有故障泄漏时容易造成工作人员缺氧,中毒窒息。
②六氟化硫气体在电场中产生电晕放电时会分解出氟化亚硫酸、氟化硫酸、十氟化二硫、二氧化硫、氟化硫、氢氟酸等近十种气体。这些氟、硫化物气体不但有毒,而且很多还有腐蚀性。如对铝合金、瓷绝缘子、玻璃环氧树脂等绝缘材料,能损坏它们的结构;对人体及呼吸系统有强烈的刺激和毒害作用。六氟化硫气体的这些缺点,构成了六氟化硫电气设备在安全防护方面的主要问题。 来源:http://www.tede.cn
鉴于六氟化硫气体作为绝缘介质仍然存在一些缺点,SF6电气设备在运行时应注意以下问题:
①六氟化硫电气设备的安全防护工作人员不应在防爆膜近前停留。六氟化硫设备的气压,国产设备一般约在(4.5~6)×105帕压力范围之间,这个压力属于正常工作气压。当电气设备内部发生故障后,有可能因产生二倍于工作压力的高压而使防爆膜破碎,含有二氧化硫、氢氟酸及氟化硫酸等毒腐成分的故障气体将以很高的冲力喷出,此时,如果工作人员停留在防爆膜附近,无疑将受到侵害甚至危及生命。所以,巡视六氟化硫配电装置设备时,即使发现了异常,也不应在防爆膜近前停留,应遵守《安规》和现场运行规程的规定,先向值长或有关人员报告,进行必要的组织和安全防护准备,才能查证原因,采取针对措施。禁止工作人员在发现异常时,擅自盲目测试检查。
②主控制室与六氧化硫设备配电装置室之间应采取气密隔离措施。所谓气密隔离,就是在六氟化硫设备配电装置室的门与主控通道的间隔处,为防止六氟化硫与空气混合的气体在正常情况下向主控方向扩散,将其用特殊结构的门密闭隔离开来的措施,以确保电气值班人员的健康。
此外,六氟化硫设备配电装置室应遵守以下规定:进入六氟化硫设备配电装置室之前,应将通风机定时器扭至15分位置,先进行强力通风。通风完毕,须用检漏仪在规定的检测地点测量六氟化硫气体的含量,确证室内空气新鲜无问题。严格执行现场运行规程和规定,必须两人进入室内巡视,以便于突然发生危险情况时互相救助。为了保护人身和设备的安全,严禁一人进入六氟化硫配电室内从事检修工作。
2六氟化硫气体监测
六氟化硫电气设备中的气体监测如果六氟化硫电气设备本身是合格的,那么,运行的安全可靠性,在很大程度上将取决于安装和调试质量,以及怎样对六氟化硫绝缘性能进行合理的监督检查。六氟化硫气体到货后通过质量检验可以保证货源质量水分含量不超过规定标准。但灌气后,如果设备组装条件不够完善,则机器壁上附著的水分,设备的固体绝缘及浇注物中间的水分,以及由于密封效果、填料不同透过的水分,经过一段时间运行后,它们可能释放出来,使得六氟化硫设备的含水量出现变化。因此,针对实际情况,必须对六氟化硫设备中气体的质量进行监测。检验周期时间是:灌装后至投运前的一次总体检验,重点检验空气、水分和杂质含量;运行后以三个月为周期的含水量检验,一般应连续进行三次周期性检验;经过检验证明,六氟化硫气体无变化,运行已经稳定之后,则应转为以年为周期的含水量检测。当检验出气体成分有明显变化时,往往是质量和运行问题的反应,应按规定进行报告,必要时请专家诊断、鉴定或进行有关质量复核。
六氟化硫设备的通风装置要求为了防止正常或异常情况下泄漏的六氟化硫气体对电气工作人员的损害,要求:六氟化硫配电装置室应有强力通风装置,所装设的通风装置应有足够大的抽取力量,能达到强力换气效果;六氟化硫气体比重大,因此,通风装置的风口全部设置在各室贴近地面处,以使得六氟化硫气体及其分解气体得到快速排出。
3六氟化硫电气设备的事故处理
六氟化硫电气设备发生事故,是指电气设备绝缘介质严重下降使内部出现接地、短路、防爆膜破裂或设备本体密封出现问题使气体严重泄漏的事故。当六氟化硫电气设备发生紧急事故时,泄漏报警装置发出光、声、音响信号,进行处理时在安全方面应注意以下内容:
①防止六氟化硫气体漫延,必须将该系统所有通风机全部开启,进行强力排换。电气值班人员应做好处理的组织准备,穿好安全防护服并佩戴隔离式防毒面具、手套和护目眼镜,采取充分的措施准备后,才能进入事故设备装置室进行检查。
②设备防爆膜破裂,说明内部出现了严重的绝缘问题,电弧使设备部件损坏,引起内部压力超过标准。因此,必须停电进行处理,查明事故原因,保障工作人员人身安全的前提下进行处理。
③认真消除故障所造成的设备外部污染,应使用六氟化硫的熔剂汽油或丙酮将其擦洗乾净。进行这项工作也应按现场运行规程的规定做好安全防护。
近年来,以六氟化硫气体做为主导绝缘材料的电气设备在电力系统得到广泛应用,六氟化硫电气设备的安全运行应该引起我们高度的重视。
SF6检测原理概述
空气中微量SF6气体的检测是比较困难的,国外广为应用的方法有:红外吸收法、放射源型电子捕获检定器法、高压放电电离法及热导法等。
近年来,电化学方法检测SF6也有重大的技术突破。由于SF6分子结构极其稳定而无法使用电化学传感器直接对其进行测量,因此采用热裂解技术使SF6和O2在特殊催化剂中发生化学反应生成中间产物如SO2等。化学反应式如下:
再通过电化学传感器检测SO2含量,检测SO2电化学的传感器已经是非常成熟的技术,因此,通过热裂解+电化学就可以精确检测SF6含量,价格相对适中,将成为SF6泄漏报警中首选产品。