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氦氣是一種稀缺的戰(zhàn)略資源,尤其在我國,氦氣資源極其匱乏,幾乎全部依賴進口。在294.2kPa壓力下,六氟化硫的絕緣強度與變壓器油大致相當(dāng)。但氦氣用途非常廣泛,是軍事偵察用飛艇及工業(yè)光纖、半導(dǎo)體、空調(diào)、焊接等制造領(lǐng)域的重要資源。2017年卡塔爾塌方事件又一次重創(chuàng)了全球氦氣的正常供給,讓很多氣體企業(yè)和用戶非常頭疼。國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域氦氣消耗量逐年大幅增長,但在工業(yè)領(lǐng)域沒有提純循環(huán)利用,消耗性使用后直接排入大氣,造成極大浪費的情況。所以,進行工業(yè)領(lǐng)域氦氣提純循環(huán)技術(shù)研究,再次成為行業(yè)關(guān)注的焦點問題。
氦氣的純化技術(shù)根據(jù)工作壓力、冷源的使用等條件的不同主要分為高壓低溫冷凝、吸附法、膜分離法、變壓吸附法、低溫冷凝吸附法。
氦氣高壓低溫冷凝、吸附法是一種經(jīng)典可靠的純化技術(shù),該技術(shù)工藝成熟,被廣泛應(yīng)用在高純度氦氣的提純工藝中。1786kg/m3),而且化學(xué)性質(zhì)極不活潑,較氫氣安全(氫氣可以在空氣中燃燒,可能會引起爆),氦氣常用于飛船或廣告氣球中的充入氣體。技術(shù)利用氦氣沸點低的特點,通過使用液氮等冷源,冷凝并分離混合氣中的氮氣等雜質(zhì),再通過吸附材料二次去除氦氣內(nèi)所含雜質(zhì)用以獲得高純度氦氣。氦氣高壓低溫冷凝、吸附法適用于處理量大的氦氣提純場合。提純過程需要提供冷源,由于要在高壓操作條件下,自動化程度受到一定限制。
氦是所有元素中不活潑的元素,極難形成化合物,這是因為氦的原子核到電子層距離很小,并且達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。他又將溫度進一步降低,試圖得到固態(tài)氦,卻并沒有成功(固態(tài)氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的)。它的性質(zhì)便決定了用途,氦的應(yīng)用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑等等。2017年2月6日,中國南開大學(xué)的王慧田、周向鋒團隊及其合作者在《Nature Chemistry》上發(fā)表了有關(guān)在高壓條件下合成氦鈉化合物——Na2He的 ,結(jié)束了氦元素?zé)o化合物的歷史,標(biāo)志著我國在稀有氣體化學(xué)領(lǐng)域走到了前沿。
六氟化硫是在化學(xué)上極其穩(wěn)定的一種氣體,它在大氣中的壽命約為3200年。而在本世紀(jì)2010年以前,跟著專業(yè)級的顯現(xiàn)產(chǎn)品的研討進一步推進激光顯現(xiàn)進入產(chǎn)業(yè)演示階段,開端孕育成熟的技能產(chǎn)業(yè)鏈,為今后規(guī)?;a(chǎn)做準(zhǔn)備。特別是六氟化硫具有很強的吸收紅外輻射的能力,也就說, 六氟化硫是一種有很強溫室效應(yīng)的氣體,如以100年為基線,其潛在的溫室效應(yīng)作用為CO2的2.39萬倍。而且,目前排放到大氣中的六氟化硫氣體,正以8.7%的速率在增長。
六氟化硫的電氣特性和問題
六氟化硫是在高溫下硫和氟反應(yīng)制得(即:S 3F2→SF6 ),六氟化硫在常溫常壓下為無色無臭無毒的氣體。由此推算,其漏氣總量是驚人的,而且,GIS的使用還在不斷的擴大之中。不燃燒導(dǎo)熱系數(shù)比空氣小,為優(yōu)良的冷卻介質(zhì)。其獨特穩(wěn)定的正八面體分子結(jié)構(gòu),使其化學(xué)性能也極不活潑,在電氣設(shè)備運行正常范圍內(nèi),與銅、鋼和鋁等電氣材料不起化學(xué)反應(yīng)。沒有腐蝕性,藥w物學(xué)性質(zhì)不活潑,沒有毒。微溶于水。
六氟化硫在電力工業(yè)中的主要優(yōu)點如下:
A、電絕緣性能和消弧性能好,絕緣性能為空氣的2~3倍,而且氣體壓力越大,絕緣性能越增z高。在294.2 kPa壓力下,六氟化硫的絕緣強度與變壓器油大致相當(dāng)。
B、六氟化硫具有優(yōu)越的滅弧特性。由于其電負性的作用,滅弧能力約為空氣的100倍,特別適用于高電壓大電流的開斷。
C、由于六氟化硫氣體良好的絕緣性能,使設(shè)備絕緣距離大為縮小,占地面積與空間體積大大縮小。