答：目前，国内外普遍认为，在找到替代品之前，减少SF6
气体的温室危害的一个较好的办法是用混合气体代替纯 SF6 气
体充当绝缘介质，以减少 SF6 气体的用量。混合气体通常指的
是SF6/N2，或者 SF6/CO2，其中 SF6/N2 具有工业应用前景。
现今的发展趋势是混合气体中尽量减少SF6 的含量。20世纪80
年代，国外研制成的混合气体断路器中SF6/N2 的混合比 （体积
比）为3∶2或者1∶1，到20世纪90年代末，已经出现了混合
比为1∶9的SF6/N2。
混合气体对环境的危害远远小于纯 SF6 气体。由于不能将
SF6 气体直接排放到大气中，因此在气体回收时，应将SF6 气体
961电力设备用SF6 气体技术问答
从混合气体中分离出来，循环利用。这样，既可以减少因排放
SF6 气体而引起的温室效应，也可以降低重新充气的成本。目前
国际上提出的气体分离方法主要有液化法、变压吸附法和聚合
物薄膜法三种。
（1）液化法。分离SF6 混合气体最简单的方法就是液化法。
一个 大 气 压 下，SF6 气 体 的 沸 点 是 —50℃，比 N2 的 沸 点
（—200℃左右）要高得多，因此SF6 气体比较容易液化。SF6 气
体在20℃温度下的液化压力随混合气体中的 SF6 体积分数的不
同而不同：SF6 气体占 100%，2MPa；50% ，4MPa；10% ，
大于20MPa。因此，纯 SF6 气体在室温 （20℃）下，气压为
2MPa时就会液化。但是对于 SF6/N2 混合气体，尤其是对于低
混合比 （例如体积比为1∶9）的 SF6/N2 混合气体来说，由于
SF6 气体含量少，SF6 的分压低，所以要使它在室温下液化，需
要约20MPa的压力。这对压力容器的要求太高，而且也不经
济，不易在工程中实现，因此，实际上，很难采用液化法分离
低含量SF6 混合气体。
（2）变压吸附法。变压吸附法 （PressureSwing Adsorption）采用沸石作为吸附气体的材料，它是一种分子筛，使得某
些气体分子不能通过，而另一些气体分子可以通过。
变压吸附法的原理是：在气压比较高时，沸石吸附某种气体，
而在气压比较低时，又将已经吸附的气体释放出来。也就是说，
当气压由高到低循环变化时，沸石可以循环使用。采用变压吸附
时，根据要求的吸附对象，选择吸附剂的型号和孔径，例如要吸
附 N2 而不吸附SF6，因 N2 分子小于SF6 分子，则需选用孔径大
于 N2 分子而小于SF6 分子的吸附剂 （如0.5nm沸石）。
（3）聚合物薄膜法。聚合物薄膜法的主要原理是：气体种
类和聚合物薄膜的温度不同其渗透率 R 也不同，相同条件下，
渗透率高的气体穿透薄膜要快一些。气体种类不同，其渗透率
随薄膜温度的变化也不同。在薄膜温度相同时，SF6 气体的渗透
071第6章 SF6 气体的回收处理再利用技术
率较其他气体小得多，而且随着薄膜温度的升高，He、CO2、
N2 的渗透率变大，只有SF6 气体的渗透率变小。
另外，对SF6/N2 混合气体，选择率a的计算式为
a=R1/R2
式中 R1———N2 的渗透率；
R2———SF6 的渗透率。
显然，a越大，越容易分离。SF6/N2 混合气体温度为10℃
时，a=27，温度为100℃时，a=100。这表明将薄膜的温度保
持在100℃左右，就可以较为容易和有效地分离出SF6 气体。
