預(yù)制艙六氟化硫+氧氣雙氣體探頭SF6報(bào)警裝置
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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。或氟和硫直接反應(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]
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