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探析粮堆环流熏蒸工艺及应用

2021-10-29刘珏孙照宇

食品安全导刊 2021年10期
关键词:磷化氢工艺优化

刘珏 孙照宇

摘 要:本文通过概述环流系统与运行机理,分析环流熏蒸的基本处理,并以立筒仓为例,探讨环流处理技术的优化方向,进一步阐述此类技术的现实应用。以期该项技术能得到有效运用。

关键词:超高大粮堆;磷化氢;环流熏蒸;工艺优化

环流熏蒸是在相对密闭的空间中,通过内外部连接的导管与风机等设备,让熏蒸气体借助风机进入仓内,构成闭合循环的气体回路。熏蒸药剂利用风机推动,传播到储仓中,杀掉害虫。

1 环流熏蒸简介

1.1 环流熏蒸系统

现有系统分成固定式与移动式两类。移动式会把风机安设于移动车上,相应管道则安装于仓壁处,整体运行比较繁杂,在软管连接后,仅可完成单向环流。若是立筒式仓,会在底部集聚诸多害虫,而且环流期间,会出现气体浓度较高的问题,并且分布不匀称。因而需要针对环流工艺加以优化,同时试验分析,确定优化点[1]。

1.2 环流运行机理

气体具有流动性,增大了磷化氢气体爆炸的风险,因此,需避免粮仓内部空间出现高浓度、低气压的情况,在熏蒸硫化氢时,应保证所产生的硫化氢气体先经过粮堆,以此降低粮仓内部浓度。此外,还需重视施药技术的应用,将磷化铝潮解后生成的气体释放到粮堆表层以及粮仓内部,对环流风机的进出口进行科学改造后,使气体先经过粮堆表层。有效熏蒸时间及暴露时间直接决定了虫害治理的效果,因此需保证磷化氢气体浓度及熏蒸时间达到杀灭害虫的最低标准。

2 粮堆环流熏蒸优化分析

2.1 方案操作過程

以立筒仓环流熏蒸为例,探讨环流工艺系统的优化改良方向。在粮堆仓中配备一组保温环流风机,其主管道的材质是不锈钢。原本的通风处及粮面处的风管,各节之间运用法兰盘处理。借助三通弯头及主管道和风机连接,利用蝶阀开关控制风机,完成熏蒸杀虫的任务。该系统的环流运行原理为在仓中施药,通过气流下行,实现熏蒸。实际可用任务包括粮面投药以及补药,浓度偏大的毒气从仓内粮面下行到仓底部,由通风道进入风机,重新来到粮面上,构成风循环。系统控制由5个蝶阀负责,针对设备的操控,需要在其他4个蝶阀关闭的条件下,仅有蝶阀3开启。而从仓内上行施药时,可用在从通风口AIP进行投药及补药,高浓度的气体从通风道进入仓内,上行移动,达到粮面后进入风机,由此产生循环格局,设备的控制开关是蝶阀4。另外,还有散气,该道工序是在超过设定的熏蒸时间后,针对仓内剩余的有毒气体进行处理。设备控制蝶阀为2和4,其余蝶阀直接关闭。该环流系统还支持灌输冷气,具体运行路径为打开蝶阀5,关上蝶阀4,冷气来到蝶阀3后,会从粮面风管来到仓内[2]。

根据检测工艺要求,在启动风机并满足环流要求后,蝶阀5会直接变成长时间关闭的状态,而后打开2和4蝶阀,关上1和3蝶阀,以支持上行环流。等待60 min左右,打开1和3蝶阀,并关上2和4蝶阀,以此将单向转化成双向的交替环流,以不断调整仓内气体移动方向,以实现均匀分布,调高杀虫的水平。

2.2 试验检测

在判断系统优化效果中,可运用气密测试方法。试验人员需先做好连接,而后适当往仓中打压,全程监测仓内的压力情况。在压力值处于600 Pa后,需立即关上阀门,记录压力由500 Pa降到250 Pa,经过的时长,精确到秒。1仓改造前表层的气体浓度是每立方米757 mL,浓度保持在

200 mL/m3及其以上的时长是24日,没有害虫的时间为4个月;改造后,表层浓度的最大值是1 258 mL/m3,并且高浓度持续时长达到35日,无虫时间延长至10个月。2仓改造前表层的气体浓度是每立方米689 mL,浓度保持在

200 mL/m3及其以上的时长是20日,没有害虫的时间为3个月;改造后,表层浓度的最大值是976 mL/m3,并且高浓度持续时长达到33日,无虫时间延长至8个月。由此来看,熏蒸技术的安全性有所提升,保证杀虫可靠性,延长无虫时间。目前,国内的粮储仓形式较多,除上述提到的立筒仓外,还有平房仓,但均需借助有效的环流熏蒸处理手段,及时杀掉仓内害虫,给粮食打造良好的存放空间,提升其可用性。

3 粮堆环流熏蒸应用探讨

3.1 环流系统设计标准

为保证环流熏蒸技术的有序开展,应当保证熏蒸系统的运行效果,具体的设计标准包括以下几项。①熏蒸风道位置及规格需合理设定,保证循环气流可以渗透到整个储仓,并保持均匀分布。实际生产期间,需基于储仓配配备的通风系统,搭配高适宜度的熏蒸系统,接入通风系统,并把后者风道当成环流系统的扩散装置,借此保障毒气的均匀度,并利于控制系统造价。②注重系统运行的安全性,磷化氢具有易燃易爆的特点,为避免出现燃爆事故,需要控制风机叶片的线速度,不能超过每秒40 m。该气体燃爆的最小浓度值是每立方米26 g,应确保气体进入浓度在117%以下。③溴甲烷熏蒸,每吨通风量需控制在115 m3/h,如果选择磷化氢气体,在大型筒仓中,每吨粮食通风量为310 m3/h,而平房仓则对应每吨15 m3/h。④为避免磷化氢出现燃爆以及空气阻力超过馆内风速的现象(风速通常不超过每秒15 m),系统风管径长需超过0.1 m。⑤对于环流系统,需要求固定于仓墙的部件有较强的耐用性,如果管路长度较大,可选择耐温类的管材,并且各节管材接头处采用气密阀门。在移动式的作业中,需确保各节管材可以便于和软管连接,同时应保障软管材料轻便,并能维持原有形态的性能,避免在使用作业中,出现吸瘪的情况[3]。

3.2 风机及风量的控制

因为磷化氢属于易燃易爆的气体,并且带有腐蚀性,为消除因此造成的安全隐患,应当装设具有防爆与耐腐蚀的风机。具体设计点在于叶轮与风机内侧,前者需具有防爆功能,后者因为会和毒气接触,需进行防腐处理。考虑到玻璃钢材质在抗老化及强度上表现不佳,因而外壳也不适合使用玻璃钢材质。如今可选择的风机规格较多,压力普遍设定为

1 000 Pa。而为避免出现高浓度与低压力的现象,需基于投药位置,确定风机作业模式,并进行灵活调整。鉴于磷化氢的危险性,在浓度及风速超过限值后,容易引发燃爆,所以需严格控制风量。磷化氢和空气之间比重差距较小,均需向前者施加适当动力,便能让毒气迅速分布在整个储仓中,在保证通风系统内,静压比值处于固定状态,也就是大风量及小风量均处于均匀状态。

3.3 储仓气密程度标准

为确保环流杀虫处理效果,应当把握储仓空间的气密度。但国内在此方面的建筑规划发展并不完善,能在建设中更不断探索。根据个人的理解分析,提出几点建议:①在储仓门窗结构上,可选择仓用的密封塑钢材质,以及设置压紧构件的门窗;②在储仓无形缝隙上,应当采取气密涂料,如拐角位置,假设缝隙偏大,应当设置无纺布,提升密封效果;③在槽管处布置塑料薄膜,虽然属于较为传统的处理方式,但实际密封效果较好,操作简单;④在进出梁的储仓中,进出口可选择配备气密闸门;⑤开关频率偏高的空洞,应设置厚度致至少达到5 mm的软橡胶垫,也可在接口位置打胶。

基于国内储仓情况来看,在压力处于半衰阶段,即压力从500 Pa向250 Pa变化中,平房仓在40 s及其以上,浅圆仓需达到60 s。此外,由于熏蒸效果、运行成本均和气密度有关,因而建议尽量增强储仓气密性[4]。

3.4 紧急停电事故应对

在熏蒸期间,尤其在投药操作环节中,形成磷化氢气体后,一旦遭遇停电及风机工作异常,需立即采取以下举措,避免发生危险。①立即启动备用电源、不间断电源,支持风机连续工作。②在实施旋熏蒸操作中,提前备好二氧化碳钢瓶,紧急出现停电后,可凭借二氧化碳的气体压力,使环流系统中有气体补充,把磷化氢气体推进储仓中。③开启系统全部閥门,使磷化氢气体能借助轻微的气体流动,逐渐在储仓中散开。

3.5 熏蒸管理注意事项

①气密度。全部需要进行熏蒸处理的储仓,均需达到较高的气密度,特备在门窗与通道管道等,通过控制毒气外泄的比例,优化杀虫的效果。倘若气密度不佳,会提高熏蒸处理的准备环节工作量,得不偿失。②用药量。此项工艺参数是基于粮食品种、存放形式、害虫品种、储仓气密度等决定。③安全及造价。粮库可基于产品性能,挑选适宜的环流机组供应商合作。此外,为控制造价,需考虑到毒气的腐蚀性,选择性价比更高的管材,并做好防腐处理。④避免管中结露。在熏蒸系统闲置中,需堵上预留孔洞,并关上闸阀,以免气体出现对流或结露。反之,自然气温出现明显起伏,会导致管道内部出现结露的情况,形成水珠,直接进入风道中,不利于仓中粮食保存[5]。

4 结语

在粮食储存高度持续上升中,粮食的管理难度随之提高。通过上文分析,可总结出,在运用环流工艺中,需要控制好仓内的毒气浓度以及气体流速,做好储仓的密封处理。同时,为保障环流系统的可用性,尽量选择带有防爆性能的叶轮,并落实必要的防腐处理。此外,注重环流熏蒸处理中,对于各项技术参数的控制,如用药量,同时强调日常管理,以保证环流熏蒸的处理效果。

参考文献

[1]王争艳,罗琼,何梦婷,等.大型粮堆局部害虫的熏蒸处理[J].粮食储藏,2020,49(5):22-25.

[2]张华生,卓先锋.立筒仓环流熏蒸系统工艺改造[J].粮油仓储科技通讯,2020,36(4):31-33.

[3]朱清峰,罗志宏,童金喜,等.高大平房仓储粮技术应用浅谈[J].粮食加工,2020,45(4):76-81.

[4]程显栋.浅圆仓环流熏蒸密闭期仓内氧气及磷化氢浓度变化研究[J].粮油仓储科技通讯,2020,36(3):49-50.

[5]张来林,蔡育池,董晓欢,等.浅谈高大粮仓的害虫防治方法[J].粮食加工,2020,45(3):73-77.

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