SF6 — sēra heksafluorīds: īpašības, izmantošana un klimata ietekme

Uzzini visu par SF6 (sēra heksafluorīds): īpašībām, rūpniecisko izmantošanu un bīstamo ietekmi uz klimatu — risinājumi un regulējuma izaicinājumi.

Sēra heksafluorīds, pazīstams arī kā sēra (VI) fluorīds, ir ķīmisks savienojums. Tā ķīmiskā formula ir SF₆ . Tas satur sēru +6 oksidācijas stāvoklī. Tas satur arī fluorīda jonus.

BBC News raksta: "Tā ir visspēcīgākā siltumnīcefekta gāze, ko pazīst cilvēce, un tās emisijas pēdējos gados ir strauji pieaugušas. Sēra heksafluorīdu jeb SF6 plaši izmanto elektrotehnikas nozarē, lai novērstu īssavienojumus un avārijas. Šīs mazpazīstamās gāzes noplūdes Apvienotajā Karalistē un pārējā ES 2017. gadā bija līdzvērtīgas papildu 1,3 miljonu automašīnu izlaišanai uz ceļiem."

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

SF6 ir bezkrāsaina, bez smaržas, neuzliesmojoša gāze, kas istabas temperatūrā ir stāvoklī gāze. Molekulas ģeometrija ir oktaedriska — sēra atoms ir centrā un ap to izvietoti seši fluora atomi. Gāze ir ķīmiski inerta un ļoti stabila pie parastiem apstākļiem, tāpēc to izmanto vietās, kur nepieciešama ilgstoša un droša dielektriskā (izolācijas) īpašība. SF6 ir daudz blīvāka par gaisu, tādēļ tas nosēžas zemākos slāņos, ja notiek noplūde.

Galvenās izmantošanas jomas

• Elektrotehnika: augstsprieguma slēdži, transformatori un citi elektroiekārtu elementi izmanto SF6 kā izolatoru un loka dzēšamās gāzes komponenti, jo tai ir ļoti laba dielektriskā izturība.
• Produkcijas procesi: lieto kā aizsarggāzi magnija liešanā un citos ražošanas procesos, kur nepieciešama oksidācijas novēršana.
• Testēšana un izpēte: izmanto kā izsekošanas (tracer) gāzi, lai noteiktu noplūdes vai pētītu gaisa kustību, jo to viegli nosaka ar specifiskiem detektoriem.
• Speciālas laboratorijas un rūpnieciskās iekārtas: piemēram, daži elektronmikroskopi vai plazmas procesi var izmantot SF6 vai radušos fragmentus.

Klimata ietekme

SF6 ir ārkārtīgi spēcīga siltumnīcefekta gāze. Tai raksturīgas divas īpašības, kas padara to īpaši problemātisku klimata ziņā:

• Augsts globālā sasilšanas potenciāls (GWP): SF6 GWP daudzu tūkstošu reižu pārsniedz CO2 (100 gadu periodā tas ir orderos 10^4–10^5 reižu lielāks). Tas nozīmē, ka pat nelielas SF6 emisijas rada lielu CO2 ekvivalenta ietekmi.
• Ļoti ilga atmosfēras dzīve: SF6 spēj saglabāties atmosfērā gadsimtiem līdz tūkstošiem gadu, tādēļ izmeši akumulējas un to ietekme uz klimatu ir ilgtermiņa.

Piemēram, 1 kilogramam SF6 klimatiskā ietekme var būt līdzvērtīga vairāku desmitu tonnu CO2 emisijām — tas ilustrē, kāpēc SF6 emisiju samazināšana ir būtiska klimata politikas jautājumos.

Drošība un vidi apdraudošas reakcijas

• Pie parastiem apstākļiem SF6 ir relatīvi nekaitīga cilvēkam; tomēr pārāk liels koncentrācijas daudzums slēgtās telpās var izraisīt skābekļa izspiešanu un nosmakšanu.
• Elektrisko izlāžu vai augstas temperatūras iedarbībā SF6 var šķēlēties un veidot reaktīvas un toksiskas sadalīšanās produktus, piemēram, fluorosavus un sulfuros (piem., HF, SFx), kas ir korozīvi un bīstami elpošanas ceļiem.
• Rūpnieciskās un remonta darbībās ar SF6 jāievēro īpaši drošības protokoli — pareiza ventilācija, aizsargapģērbs un speciāla iekārtu tīrīšana pēc loka dzēšanas.

Regulācija un emisiju samazināšana

SF6 ir iekļauta starptautiskajos siltumnīcefekta gāzu uzskaitējošos nolīgumos, un Eiropā tā ir pakļauta F‑gāzu (fluorēto gāzu) regulējumiem, kuri ierobežo lietošanu, prasa emisiju ziņošanu un veicina maiņu uz mazāk kaitīgām alternatīvām. Dažās nozarēs ir ieviestas prasības par apmācību speciālistiem, par atbilstošu iekārtu uzturēšanu un par obligātu gāzes atgūšanu un pārstrādi ierīču izņemšanas brīdī.

Alternatīvas un tehnoloģiskie risinājumi

Lai samazinātu SF6 emisijas, industrija un pētnieki attīsta un ievieš vairākas alternatīvas:

• Vakuuma pārslēdzēji: šie risinājumi samazina vai novērš nepieciešamību pēc SF6 izolācijas augstsprieguma slēdžos.
• Sausas gaisa vai CO2 bāzes izolācijas sistēmas: piemērotas noteiktos pielietojumos, samazina F‑gāzu izmantošanu.
• Jauni gāzu maisījumi ar zemu GWP: tirgū parādījušies speciāli maisījumi (piemēram, pazīstami komerciāli risinājumi ar zemāku GWP), kas nodrošina izolāciju ar mazāku klimata ietekmi.
• Uzturēšanas un noplūžu kontrole: gāzes atgūšana, filtrācija, blīvumu uzraudzība un regulāras pārbaudes ir efektīvas metodes, lai samazinātu noplūdes.

Praktiski ieteikumi uzņēmumiem un speciālistiem

• Ieviest stingras iekārtu pārbaudes programmas un noplūžu detektēšanu.
• Izmantot sertificētu aprīkojumu gāzes atgūšanai un pārstrādei.
• Izvērtēt iespēju pāriet uz alternatīvām tehnoloģijām, kur tas ir tehniski un ekonomiski pamatoti.
• Izglītot personālu par SF6 drošības jautājumiem, pareizu darba praksi un rīcību avārijas gadījumā.

Kopsavilkums

SF6 ir ļoti efektīva tehniskā gāze ar specifiskām unikālām īpašībām, kas padara to noderīgu elektrotehnikā un citur. Tajā pašā laikā tās ļoti augstais GWP un ilgā atmosfēras dzīve padara SF6 par būtisku klimata riska avotu. Tādēļ rūpniecības nozarēs tiek virzīta prakse uz noplūžu samazināšanu, gāzes atgūšanu un jaunu, mazāk kaitīgu tehnoloģiju ieviešanu.

Izmanto

To izmanto elektronikā un dažādās elektroierīcēs. To var izmantot organismā, jo tas nav toksisks. To var izmantot kā testa gāzi, lai noskaidrotu, kur, piemēram, apkures sistēmā plūst gāze. Tā ir viegli konstatējama. To izmanto dažās torpēdās. Litijs ir viena no vienīgajām vielām, kas reaģē ar sēra heksafluorīdu. Sēra heksafluorīdu izsmidzina uz litija. Tas litiju padara ļoti karstu. Tas no ūdens rada tvaiku un izšauj torpēdas. To var ieelpot, lai balss kļūtu dziļāka. Tas ir pretēji hēlija gāzes ieelpošanai.

Elektriskie sadales skapji, izmantojot SF6 . Šādus sadales skapjus izmanto elektroapakšstacijās.

Siltumnīcefekta gāze

Saskaņā ar Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes datiem SF
₆ ir visspēcīgākā novērtētā siltumnīcefekta gāze, kuras globālās sasilšanas potenciāls (GSP) ir 22 800 reižu lielāks nekā CO
₂, salīdzinot 100 gadu periodā. SF mērījumi₆ liecina, ka tā globālais vidējais sajaukšanās koeficients ir palielinājies par aptuveni 0,2 ppt gadā līdz vairāk nekā 7 ppt. Sēra heksafluorīds ir arī ļoti ilglaicīgs. Troposfērā un stratosfērā tas ir inerts. Tā aplēstais dzīves ilgums atmosfērā ir 800-3200 gadi. SF
₆ ir ļoti stabils. (Valstīm, kas ziņo par savām emisijām UNFCCC, GWP ir 23,900 SF
₆ emisiju līmeni, kas tika ierosināts trešajā Pušu konferencē: Kioto protokolā izmantotais GSP). Vidējā SF koncentrācija pasaulē₆ 80. un 90. gados palielinājās par aptuveni septiņiem procentiem gadā, galvenokārt tāpēc, ka to izmantoja magnija ražošanas rūpniecībā, kā arī elektroapgādes uzņēmumos un elektronikas ražotnēs. Ņemot vērā nelielo SF₆ izplūdes daudzumu salīdzinājumā ar oglekļa dioksīdu, tiek lēsts, ka tā kopējais ieguldījums globālajā sasilšanā ir mazāks par 0,2 procentiem. . ^[]

Eiropā SF
₆ ietilpst F-gāzu direktīvas darbības jomā, kas aizliedz vai kontrolē tās izmantošanu vairākos veidos. Kopš 2006. gada 1. janvāra SF
₆ ir aizliegts izmantot kā trasējošo gāzi un visos lietojumos, izņemot augstsprieguma sadales iekārtas.

Mauna Loa sēra heksafluorīda laikrindas.

Meklēt pēc burta