一种gamma射线辐照降解六氟化硫的方法与流程

本发明属于六氟化硫降解，涉及一种gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，具体涉及gamma射线辐照降解六氟化硫的方法。

背景技术：

1、六氟化硫(sf6)因具有良好的绝缘和灭弧性能而广泛应用在电力设备中，但其全球变暖潜能值是二氧化碳的25200倍。对现存sf6气体进行无害处理及资源化利用是必须研究的迫切问题。

2、sf6分子性质极其稳定，难以自然降解，目前的处理技术主要有热分解法、催化氧化、放电法、光还原处理、电离辐射处理等。热分解法使sf6与caco3在1100℃以上的高温下进行反应，转化成石膏(caso4)和萤石(caf2)。此方法效率高，是目前半导体工业中使用最广泛的分解技术，但其缺点在于能耗高，现在电力行业中不再使用。使用催化剂可显著降低sf6分解温度，热催化法适用于大部分工厂，工作温度较低(500-800℃)，降解率高达99％，年处理量与等离子体法相当，但氟化氢和硫化物易使催化剂失活，成本高于热解法，在实际工业中使用较少。在等离子体处理过程中，带电粒子不仅能与sf6分子发生相互作用，使其快速分解，生成氟原子和低氟硫化物sfx(x≤5)，而且还使外加气体分解产生活性粒子和自由基，最终这些活性粒子和自由基与含氟中间体相互反应而生成最终降解产物。等离子体法的平均降解率在97％左右，除了能耗低、成本小的优点外，等离子体法的处理系统的体积比较小，但气压较低，同时降解的产物种类不可控制，经济效益低。电子束处理技术已经证明可以有效地转换/降解sf6，但目前只能常压处理，且穿透力低，国际机构希望将sf6的气压提高到4大气压，以提高处理效率。因此，目前降解sf6的方法所存在的降解成本高，降解效率低的问题。

3、公布号为cn115888343a的中国专利申请文献，公开了一种六氟化硫放电降解装置及降解方法；放电降解装置包括供气单元、搅拌混合单元和放电反应单元，供气单元包括供气主管、以及与所述供气主管连接的惰性气体供入模块、六氟化硫供入模块和外加气体供入模块，惰性气体供入模块、六氟化硫供入模块、外加气体供入模块分别可向所述供气主管供入惰性气体、六氟化硫气体和反应气体，通过搅拌混合单元对惰性气体、六氟化硫和反应气体的搅拌，可使惰性气体、六氟化硫和反应气体充分混合，进而实现六氟化硫的稀释以及与反应气体的充分混合，放电反应单元通过对该混合气体进行放电反应，可实现对混合气体中的六氟化硫的充分电解，进而提升六氟化硫的降解效果。但该专利并未涉及采用射线辐照的方法来降解六氟化硫气体。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有的降解sf6的方法所存在的降解成本高，降解效率低的问题。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、本发明提供了一种gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，该方法包括以下步骤：

4、将sf6气体与共辐照气体充入反应容器中，在gamma射线辐射下进行辐照，达到一定辐照吸收剂量后即可。

5、有益效果：本发明提供的gamma射线辐照降解利用六氟化硫的方法，高能γ射线极易解离sf6，产生活性物质，且穿透能力强，适合大容量、甚至高压反应。辐射能低廉清洁，常用的60co放射源半衰期为5.23年，适合sf6的规模化降解处理，利用电离辐射方法高效低碳实现sf6的无害化处理，有效降低了成本和提高了sf6活化效率。

6、优选地，充入反应容器中的sf6气体的质量占比为10-100％，更优选地，为30-70％，进一步优选地，为40-60％。

7、优选地，所述共辐照气体选自二氧化碳，氧气，氨气，氢气，氯乙烯，乙酸乙烯酯，乙烯，丙烯，乙炔，丙炔中的至少一种。

8、优选地，反应体系辐照时的gamma射线剂量率范围为5-150gy/min，更优选地，为20-100gy/min，进一步优选为30-50gy/min。

9、优选地，反应体系辐照总吸收剂量为20-200kgy，更优选地，为50-150kgy，进一步优选为80-100kgy。

10、本发明的优点在于：

11、1.本发明采用高能gamma射线活化sf6，常用的钴-60(60co)放射性同位素源的半衰期为5.23年，其γ光子平均能量为1.25mev，远高于sf6的键能(3.5-4ev)，因此很容易解离惰性sf6。与电子束技术相比，γ射线能量高，成本低，穿透性强，钢板的半衰距离约为2厘米，可以在钢制容器中反应，适合sf6的规模化降解处理。

12、2.本发明在sf6气体中加入共辐照气体，同时在gamma射线进行电离产生活性自由基或者离子活性中间体，相互反应后能够生成稳定的含氟产物，合适的共辐照气体能够促进sf6的降解。

13、3.本发明中在气体反应时可采用红外气体池作为容器，在gamma射线下辐照一定时间后原位测试傅里叶变换红外光谱(ft-ir),以此监测sf6降解进程，利于分析反应机理，避免反应产物转移时造成的可能污染。

技术特征：

1.一种gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：将sf6气体与共辐照气体充入反应容器中，在gamma射线辐射下进行辐照，达到一定辐照吸收剂量后即可。

2.根据权利要求1所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，充入反应容器中的sf6气体的质量占比为10-100％。

3.根据权利要求2所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，充入反应容器中的sf6气体的质量占比为40-60％。

4.根据权利要求2或3所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，充入反应容器中的sf6气体的质量占比为50％。

5.根据权利要求1所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，在常温常压下进行。

6.根据权利要求1所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，所述共辐照气体选自二氧化碳，氧气，氨气，氢气，氯乙烯，乙酸乙烯酯，乙烯，丙烯，乙炔，丙炔中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，所述共辐照气体为氢气。

8.根据权利要求1所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，反应体系辐照时的gamma射线剂量率范围为5-150gy/min。

9.根据权利要求1所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，反应体系辐照总吸收剂量为20-200kgy。

10.根据权利要求9所述的gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，其特征在于，反应体系辐照总吸收剂量为50-150kgy。

技术总结
本发明公开了一种gamma射线辐照降解六氟化硫的方法，属于六氟化硫降解技术领域。该方法包括以下步骤：将SF<subgt;6</subgt;气体与共辐照气体充入反应容器中，在gamma射线辐射下进行辐照，达到一定辐照吸收剂量后取出反应容器。有益效果：本发明提供的gamma射线辐照降解利用六氟化硫的方法，高能γ射线极易解离SF<subgt;6</subgt;，产生活性物质，且穿透能力强，适合大容量、甚至高压反应。辐射能低廉清洁，常用的<supgt;60</supgt;Co放射源半衰期为5.23年，适合SF<subgt;6</subgt;的规模化降解处理，利用电离辐射方法高效低碳实现SF<subgt;6</subgt;的无害化处理，有效降低了成本和提高了SF<subgt;6</subgt;活化效率。

技术研发人员：陈英,马凤翔,许争杰,徐霄筱,程伟,赵跃,朱峰,程海飞,刘和文,许国庆
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21