摘要：SF6气体化学性质十分稳定，它与电气设备中常用的金属及其它有机材料不会发生化学作用，兼且自身具有优良的绝缘特性，因此SF6气体迄今已被广泛地应用于电力设备（如高压断路器等）当中。需要注意的是，经过电弧作用或是混入杂质的SF6气体会生成有毒物质，会对人身和环境造成损害。随着社会经济的进步和电力工业的不断发展，SF6气体使用量明显增加，正确的使用和管理SF6气体，保护环境健康和人身安全成为了不容忽视的问题。本文主要针对SF6气体的回收及处理措施进行了探讨，以供参考。
关键词：SF6气体；回收；处理措施
SF6气体是一种无色无味的气体，具有着优异的电气绝缘性同时还具备了卓越的灭弧性能，其通常被应用于断路器、绝缘输电管线、变压器以及绝缘变电站中。设备当设备产生电弧或者局部发生异常放电的情况下，SF6在气室的高温高压条件下与内部存在的少量水蒸气发生反应，会分解为有毒物质并对设备内部的金属元件发生腐蚀作用。因此，对于SF6气体的现场回收处理以及再次利用就显得尤为重要。
1、SF6气体及其分解物的危害
SF6气体在常温条件下，化学性质相当稳定，这种气体本身并没有剧烈的毒性，但是由于在过程中，SF6气体中可能会存在微量的氟化氢、低氟化硫以及十氟化二硫等副产物，这些副产物对人体是有很大危害的。但相对来说，最重要的毒性来源还是六氟化硫的分解物——SF4、SO2、SOF2、SOF4、SO2F4等。这些气体一旦被人体吸入，即使剂量很小也对产生巨大的毒性。因此，SF6气体的分解物对于现场的相关操作人员的人身安全来说是具有很大的威胁的。反应方程式如下：
SF4+H2O→SOF2+2HF
SOF2+H2O→SO2+2HF
SOF4+H2O→SO2F2+2HF
SO2F2+2H2O→H2SO4+2HF
另外，SF6气体是目前所规定的六种由于人类活动所排放的温室气体之一，其在大气中存在的寿命长，影响巨大，已经成为了形成温室效应的重要潜在的威胁。
2、SF6气体的回收与处理
由于SF6气体在电气方面稳定而优异的性质，尽管其价格昂贵但仍然被电力行业所广泛应用。近些年来，相关的工作人员和学者针对SF6气体的回收处理方面开展了一系列的研究，并取得了很大进展。目前对于SF6气体的处理和回收主要是通过热解、洗涤、干燥吸附以及冷冻四个主要步骤来完成。热解是为了在350℃的条件下将S2F10分解成为SF6和SF4；洗涤又分为两个过程，先是用含有的Ca2+、Mg2+的水洗涤，可形成沉淀除去F-，然后是利用NaOH或KOH碱性溶液洗涤，来除去SOF2、SO2F2以及SO2等气体；最后一步的干燥吸附环节是利用活性硅胶-活性氧化铝-分子筛这个系统来达到净化效果；冷冻可以使经过了上述步骤的SF6气体实现完全的气固分离，去除杂质气体，收集较为纯净的SF6气体。
3当前SF6气体的回收处理策略存在的问题
3.1处理效率偏低
当前，我国的电力企业普遍采用的是回收回充设备。而这种设备对于SF6气体中的杂质空气的处理效果并不是十分理想，实际的运行过程中需要排出很多气体，而在大量排气的过程中必然会有一部分有用气体被排出，这就产生了该设备对SF6气体的处理回收率偏低的弊端。另外，这种设备还会直接将废气排放到外界空气中，对于现场工作人员的人身安全健康和空气质量都会产生不良的影响。
3.2回收效率低
在对SF6气体的回收过程中，通常采用的是高压灌瓶的回收方式。而这种方式对于周围环境的温度要求非常高，通常情况下，容量为50kg的钢瓶只能达到40%的填充率，回收效率相当低。另外，有些设备利用高度差的原理，但忽略了其自重无法完全克服灌装钢瓶本身的瓶内压力的问题，在冷凝步骤之后进行灌瓶操作，并不能够满足相应的回收要求，因此这种方法同样面临着回收效率低的不足的问题。
3.3回充过程中的安全问题
当前的市面上SF6气体的回充回收设备有很多种，常见的是通过在钢瓶外层加升温套来实现回充。但这种方式存在一定的安全隐患，主要是由于SF6气体的蒸发会使设备发生细微的温差变形，而即便是细微的温差变形也可能会影响到设备的密封效果，一旦密封失效，就可能会使该回充回收设备发生气体泄漏事故。另外，加热的温度也是需要严格控制的，如果加热温度过高，那钢瓶内的气压也会随之升高，这种情况就产生安全隐患了。除了以上提到的一些不足和弊端，还需要考虑到的是废气排放的问题。有些单位提供的SF6气体净化处理回收场所不够专业，处理回收系统不够完善，直接威胁到了操作人员的人身安全，同时也对现场环境产生了巨大影响。
4、SF6气体安全回收处理措施
4.1完善回收处理系统
针对以上讨论的回收处理系统中的种种不足，我们提出了更加完善的回收处理系统方案。首先是采用专门的气化装置，这种装置的优势在于可以将SF6液体在极短的时间内转化成为SF6气体，之后SF6气体进入到净化环节，去除该气体中的各种杂质，从而提高净化效率；而之后的动力单元利用压缩机将已经通过净化的SF6气体打入到空分装置里，之后进行液态灌装，从而提升了回收效率；最后就是将已经分离出来的SF6气体与空气的混合物共同进行冷却处理，以除去其中的杂质空气，进一步提纯SF6气体，而进行以上操作的同时还要使用真空泵来对现场的工作管路进行抽真空处理，以保证无泄漏，避免对人员安全和环境产生不良影响。
图1 SF6 净化处理装置
4.2有效加强制度管理
健全完善在SF6气体的使用和管理方面的规章制度，强化制度的落实，加强对SF6气体应用部位的通风和浓度监控，同时配套安装报警装置，健全SF6气体使用场所及人员的防护措施，加强监督管理，严格控制空气中SF6气体及其毒性分解产物的允许含量，减少和控制SF6气体中的水分含量；以严格的制度执行促进管理的完善；
4.3不断强化人员培训
目前，SF6气体使用接触人员，气体回收操作人员中有相当一部分人缺乏环境保护知识，对SF6气体的理化性能了解不够，对其给环境所造成的危害认识不深，环境保护意识淡薄，这些人员是保证SF6气体安全回收控制的关键人群。我们必须抓住这一主要因素，常态化开展对SF6气体使用接触人员，气体回收操作人员的安全与技能培训，培养此类人员的环境保护意识和基本防护技能。
4.4加强对厂家设备安装调试人员的监督
由于厂家技术条件限制，对工作人员培训不够，或是设备安装调试人员素质和意识不高，在生产、使用SF6气体的环节中由于使用、管理不当所造成的泄露及人为的排放相当严重。因此，作为电力设备使用主体的电力行业，应加强对厂家设备安装调试人员的有效监督，并将其表现评价作为电力设备供应商硬性投标准入标准，以高门槛促进供应商的环保意识。
4.5明确工作流程，对SF6气体及分解物进行安全回收
对于包括”进行过检修的电器设备，处理发生故障的电器设备以及淘汰的电器设备”在内的涉及到SF6使用的几种电气设备，应不容折扣的进行气体回收处理，并且严格按照工作流程和步骤进行回收操作，确保过程安全：一、在打开设备前，必须先回收气体，并抽真空；二、对设备内部进行彻底通风；三、工作人员应戴放毒面具和橡皮手套；四、将金属氟化物粉尘集中起来，装入塑料袋并深埋。
结语
近些年来我国电力行业蓬勃发展，而SF6气体具备了卓越又稳定的电气绝缘性，以此形势来看，SF6气体还将更加广泛地被应用在电力设备中。因此，在利用其稳定性能的同时对SF6气体的利用、回收技术也应该与时俱进，引起更多重视。
参考文献：
[1]邵丽华，刘俊超，孟繁祥.六氟化硫气体回收净化处理技术通过鉴定[J].化工管理，2013（11）：58-58.
[2]朱富云，陆志辉，张海斌.六氟化硫充装回收技术与工艺[C]//江苏省电机工程学会电力环保专委会学术会议.2009.
论文作者:丁雅琴
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：气体论文; 设备论文; 人员论文; 的是论文; 分解论文; 钢瓶论文; 杂质论文; 《电力设备》2018年第34期论文;