劉 玨，孫照宇

（武漢輕工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，湖北武漢 430048）

環(huán)流熏蒸是在相對(duì)密閉的空間中，通過(guò)內(nèi)外部連接的導(dǎo)管與風(fēng)機(jī)等設(shè)備，讓熏蒸氣體借助風(fēng)機(jī)進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，構(gòu)成閉合循環(huán)的氣體回路。熏蒸藥劑利用風(fēng)機(jī)推動(dòng)，傳播到儲(chǔ)倉(cāng)中，殺掉害蟲。

1 環(huán)流熏蒸簡(jiǎn)介

1.1 環(huán)流熏蒸系統(tǒng)

現(xiàn)有系統(tǒng)分成固定式與移動(dòng)式兩類。移動(dòng)式會(huì)把風(fēng)機(jī)安設(shè)于移動(dòng)車上，相應(yīng)管道則安裝于倉(cāng)壁處，整體運(yùn)行比較繁雜，在軟管連接后，僅可完成單向環(huán)流。若是立筒式倉(cāng)，會(huì)在底部集聚諸多害蟲，而且環(huán)流期間，會(huì)出現(xiàn)氣體濃度較高的問(wèn)題，并且分布不勻稱。因而需要針對(duì)環(huán)流工藝加以優(yōu)化，同時(shí)試驗(yàn)分析，確定優(yōu)化點(diǎn)[1]。

1.2 環(huán)流運(yùn)行機(jī)理

氣體具有流動(dòng)性，增大了磷化氫氣體爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，因此，需避免糧倉(cāng)內(nèi)部空間出現(xiàn)高濃度、低氣壓的情況，在熏蒸硫化氫時(shí)，應(yīng)保證所產(chǎn)生的硫化氫氣體先經(jīng)過(guò)糧堆，以此降低糧倉(cāng)內(nèi)部濃度。此外，還需重視施藥技術(shù)的應(yīng)用，將磷化鋁潮解后生成的氣體釋放到糧堆表層以及糧倉(cāng)內(nèi)部，對(duì)環(huán)流風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口進(jìn)行科學(xué)改造后，使氣體先經(jīng)過(guò)糧堆表層。有效熏蒸時(shí)間及暴露時(shí)間直接決定了蟲害治理的效果，因此需保證磷化氫氣體濃度及熏蒸時(shí)間達(dá)到殺滅害蟲的最低標(biāo)準(zhǔn)。

2 糧堆環(huán)流熏蒸優(yōu)化分析

2.1 方案操作過(guò)程

以立筒倉(cāng)環(huán)流熏蒸為例，探討環(huán)流工藝系統(tǒng)的優(yōu)化改良方向。在糧堆倉(cāng)中配備一組保溫環(huán)流風(fēng)機(jī)，其主管道的材質(zhì)是不銹鋼。原本的通風(fēng)處及糧面處的風(fēng)管，各節(jié)之間運(yùn)用法蘭盤處理。借助三通彎頭及主管道和風(fēng)機(jī)連接，利用蝶閥開(kāi)關(guān)控制風(fēng)機(jī)，完成熏蒸殺蟲的任務(wù)。該系統(tǒng)的環(huán)流運(yùn)行原理為在倉(cāng)中施藥，通過(guò)氣流下行，實(shí)現(xiàn)熏蒸。實(shí)際可用任務(wù)包括糧面投藥以及補(bǔ)藥，濃度偏大的毒氣從倉(cāng)內(nèi)糧面下行到倉(cāng)底部，由通風(fēng)道進(jìn)入風(fēng)機(jī)，重新來(lái)到糧面上，構(gòu)成風(fēng)循環(huán)。系統(tǒng)控制由5個(gè)蝶閥負(fù)責(zé)，針對(duì)設(shè)備的操控，需要在其他4個(gè)蝶閥關(guān)閉的條件下，僅有蝶閥3開(kāi)啟。而從倉(cāng)內(nèi)上行施藥時(shí)，可用在從通風(fēng)口AIP進(jìn)行投藥及補(bǔ)藥，高濃度的氣體從通風(fēng)道進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，上行移動(dòng)，達(dá)到糧面后進(jìn)入風(fēng)機(jī)，由此產(chǎn)生循環(huán)格局，設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)是蝶閥4。另外，還有散氣，該道工序是在超過(guò)設(shè)定的熏蒸時(shí)間后，針對(duì)倉(cāng)內(nèi)剩余的有毒氣體進(jìn)行處理。設(shè)備控制蝶閥為2和4，其余蝶閥直接關(guān)閉。該環(huán)流系統(tǒng)還支持灌輸冷氣，具體運(yùn)行路徑為打開(kāi)蝶閥5，關(guān)上蝶閥4，冷氣來(lái)到蝶閥3后，會(huì)從糧面風(fēng)管來(lái)到倉(cāng)內(nèi)[2]。

根據(jù)檢測(cè)工藝要求，在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)并滿足環(huán)流要求后，蝶閥5會(huì)直接變成長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉的狀態(tài)，而后打開(kāi)2和4蝶閥，關(guān)上1和3蝶閥，以支持上行環(huán)流。等待60 min左右，打開(kāi)1和3蝶閥，并關(guān)上2和4蝶閥，以此將單向轉(zhuǎn)化成雙向的交替環(huán)流，以不斷調(diào)整倉(cāng)內(nèi)氣體移動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)均勻分布，調(diào)高殺蟲的水平。

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)

在判斷系統(tǒng)優(yōu)化效果中，可運(yùn)用氣密測(cè)試方法。試驗(yàn)人員需先做好連接，而后適當(dāng)往倉(cāng)中打壓，全程監(jiān)測(cè)倉(cāng)內(nèi)的壓力情況。在壓力值處于600 Pa后，需立即關(guān)上閥門，記錄壓力由500 Pa降到250 Pa，經(jīng)過(guò)的時(shí)長(zhǎng)，精確到秒。1倉(cāng)改造前表層的氣體濃度是每立方米757 mL，濃度保持在 200 mL/m3及其以上的時(shí)長(zhǎng)是24日，沒(méi)有害蟲的時(shí)間為4個(gè)月；改造后，表層濃度的最大值是1 258 mL/m3，并且高濃度持續(xù)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到35日，無(wú)蟲時(shí)間延長(zhǎng)至10個(gè)月。2倉(cāng)改造前表層的氣體濃度是每立方米689 mL，濃度保持在 200 mL/m3及其以上的時(shí)長(zhǎng)是20日，沒(méi)有害蟲的時(shí)間為3個(gè)月；改造后，表層濃度的最大值是976 mL/m3，并且高濃度持續(xù)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到33日，無(wú)蟲時(shí)間延長(zhǎng)至8個(gè)月。由此來(lái)看，熏蒸技術(shù)的安全性有所提升，保證殺蟲可靠性，延長(zhǎng)無(wú)蟲時(shí)間。目前，國(guó)內(nèi)的糧儲(chǔ)倉(cāng)形式較多，除上述提到的立筒倉(cāng)外，還有平房倉(cāng)，但均需借助有效的環(huán)流熏蒸處理手段，及時(shí)殺掉倉(cāng)內(nèi)害蟲，給糧食打造良好的存放空間，提升其可用性。

3 糧堆環(huán)流熏蒸應(yīng)用探討

3.1 環(huán)流系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為保證環(huán)流熏蒸技術(shù)的有序開(kāi)展，應(yīng)當(dāng)保證熏蒸系統(tǒng)的運(yùn)行效果，具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾項(xiàng)。①熏蒸風(fēng)道位置及規(guī)格需合理設(shè)定，保證循環(huán)氣流可以滲透到整個(gè)儲(chǔ)倉(cāng)，并保持均勻分布。實(shí)際生產(chǎn)期間，需基于儲(chǔ)倉(cāng)配配備的通風(fēng)系統(tǒng)，搭配高適宜度的熏蒸系統(tǒng)，接入通風(fēng)系統(tǒng)，并把后者風(fēng)道當(dāng)成環(huán)流系統(tǒng)的擴(kuò)散裝置，借此保障毒氣的均勻度，并利于控制系統(tǒng)造價(jià)。②注重系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，磷化氫具有易燃易爆的特點(diǎn)，為避免出現(xiàn)燃爆事故，需要控制風(fēng)機(jī)葉片的線速度，不能超過(guò)每秒40 m。該氣體燃爆的最小濃度值是每立方米26 g，應(yīng)確保氣體進(jìn)入濃度在117%以下。③溴甲烷熏蒸，每噸通風(fēng)量需控制在115 m3/h，如果選擇磷化氫氣體，在大型筒倉(cāng)中，每噸糧食通風(fēng)量為310 m3/h，而平房倉(cāng)則對(duì)應(yīng)每噸15 m3/h。④為避免磷化氫出現(xiàn)燃爆以及空氣阻力超過(guò)館內(nèi)風(fēng)速的現(xiàn)象（風(fēng)速通常不超過(guò)每秒15 m），系統(tǒng)風(fēng)管徑長(zhǎng)需超過(guò)0.1 m。⑤對(duì)于環(huán)流系統(tǒng)，需要求固定于倉(cāng)墻的部件有較強(qiáng)的耐用性，如果管路長(zhǎng)度較大，可選擇耐溫類的管材，并且各節(jié)管材接頭處采用氣密閥門。在移動(dòng)式的作業(yè)中，需確保各節(jié)管材可以便于和軟管連接，同時(shí)應(yīng)保障軟管材料輕便，并能維持原有形態(tài)的性能，避免在使用作業(yè)中，出現(xiàn)吸癟的情況[3]。

3.2 風(fēng)機(jī)及風(fēng)量的控制

因?yàn)榱谆瘹鋵儆谝兹家妆臍怏w，并且?guī)в懈g性，為消除因此造成的安全隱患，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)具有防爆與耐腐蝕的風(fēng)機(jī)。具體設(shè)計(jì)點(diǎn)在于葉輪與風(fēng)機(jī)內(nèi)側(cè)，前者需具有防爆功能，后者因?yàn)闀?huì)和毒氣接觸，需進(jìn)行防腐處理?？紤]到玻璃鋼材質(zhì)在抗老化及強(qiáng)度上表現(xiàn)不佳，因而外殼也不適合使用玻璃鋼材質(zhì)。如今可選擇的風(fēng)機(jī)規(guī)格較多，壓力普遍設(shè)定為 1 000 Pa。而為避免出現(xiàn)高濃度與低壓力的現(xiàn)象，需基于投藥位置，確定風(fēng)機(jī)作業(yè)模式，并進(jìn)行靈活調(diào)整。鑒于磷化氫的危險(xiǎn)性，在濃度及風(fēng)速超過(guò)限值后，容易引發(fā)燃爆，所以需嚴(yán)格控制風(fēng)量。磷化氫和空氣之間比重差距較小，均需向前者施加適當(dāng)動(dòng)力，便能讓毒氣迅速分布在整個(gè)儲(chǔ)倉(cāng)中，在保證通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，靜壓比值處于固定狀態(tài)，也就是大風(fēng)量及小風(fēng)量均處于均勻狀態(tài)。

3.3 儲(chǔ)倉(cāng)氣密程度標(biāo)準(zhǔn)

為確保環(huán)流殺蟲處理效果，應(yīng)當(dāng)把握儲(chǔ)倉(cāng)空間的氣密度。但國(guó)內(nèi)在此方面的建筑規(guī)劃發(fā)展并不完善，能在建設(shè)中更不斷探索。根據(jù)個(gè)人的理解分析，提出幾點(diǎn)建議：①在儲(chǔ)倉(cāng)門窗結(jié)構(gòu)上，可選擇倉(cāng)用的密封塑鋼材質(zhì)，以及設(shè)置壓緊構(gòu)件的門窗；②在儲(chǔ)倉(cāng)無(wú)形縫隙上，應(yīng)當(dāng)采取氣密涂料，如拐角位置，假設(shè)縫隙偏大，應(yīng)當(dāng)設(shè)置無(wú)紡布，提升密封效果；③在槽管處布置塑料薄膜，雖然屬于較為傳統(tǒng)的處理方式，但實(shí)際密封效果較好，操作簡(jiǎn)單；④在進(jìn)出梁的儲(chǔ)倉(cāng)中，進(jìn)出口可選擇配備氣密閘門；⑤開(kāi)關(guān)頻率偏高的空洞，應(yīng)設(shè)置厚度致至少達(dá)到5 mm的軟橡膠墊，也可在接口位置打膠。

基于國(guó)內(nèi)儲(chǔ)倉(cāng)情況來(lái)看，在壓力處于半衰階段，即壓力從500 Pa向250 Pa變化中，平房倉(cāng)在40 s及其以上，淺圓倉(cāng)需達(dá)到60 s。此外，由于熏蒸效果、運(yùn)行成本均和氣密度有關(guān)，因而建議盡量增強(qiáng)儲(chǔ)倉(cāng)氣密性[4]。

3.4 緊急停電事故應(yīng)對(duì)

在熏蒸期間，尤其在投藥操作環(huán)節(jié)中，形成磷化氫氣體后，一旦遭遇停電及風(fēng)機(jī)工作異常，需立即采取以下舉措，避免發(fā)生危險(xiǎn)。①立即啟動(dòng)備用電源、不間斷電源，支持風(fēng)機(jī)連續(xù)工作。②在實(shí)施旋熏蒸操作中，提前備好二氧化碳鋼瓶，緊急出現(xiàn)停電后，可憑借二氧化碳的氣體壓力，使環(huán)流系統(tǒng)中有氣體補(bǔ)充，把磷化氫氣體推進(jìn)儲(chǔ)倉(cāng)中。③開(kāi)啟系統(tǒng)全部閥門，使磷化氫氣體能借助輕微的氣體流動(dòng)，逐漸在儲(chǔ)倉(cāng)中散開(kāi)。

3.5 熏蒸管理注意事項(xiàng)

①氣密度。全部需要進(jìn)行熏蒸處理的儲(chǔ)倉(cāng)，均需達(dá)到較高的氣密度，特備在門窗與通道管道等，通過(guò)控制毒氣外泄的比例，優(yōu)化殺蟲的效果。倘若氣密度不佳，會(huì)提高熏蒸處理的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)工作量，得不償失。②用藥量。此項(xiàng)工藝參數(shù)是基于糧食品種、存放形式、害蟲品種、儲(chǔ)倉(cāng)氣密度等決定。③安全及造價(jià)。糧庫(kù)可基于產(chǎn)品性能，挑選適宜的環(huán)流機(jī)組供應(yīng)商合作。此外，為控制造價(jià)，需考慮到毒氣的腐蝕性，選擇性價(jià)比更高的管材，并做好防腐處理。④避免管中結(jié)露。在熏蒸系統(tǒng)閑置中，需堵上預(yù)留孔洞，并關(guān)上閘閥，以免氣體出現(xiàn)對(duì)流或結(jié)露。反之，自然氣溫出現(xiàn)明顯起伏，會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)露的情況，形成水珠，直接進(jìn)入風(fēng)道中，不利于倉(cāng)中糧食保存[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在糧食儲(chǔ)存高度持續(xù)上升中，糧食的管理難度隨之提高。通過(guò)上文分析，可總結(jié)出，在運(yùn)用環(huán)流工藝中，需要控制好倉(cāng)內(nèi)的毒氣濃度以及氣體流速，做好儲(chǔ)倉(cāng)的密封處理。同時(shí)，為保障環(huán)流系統(tǒng)的可用性，盡量選擇帶有防爆性能的葉輪，并落實(shí)必要的防腐處理。此外，注重環(huán)流熏蒸處理中，對(duì)于各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的控制，如用藥量，同時(shí)強(qiáng)調(diào)日常管理，以保證環(huán)流熏蒸的處理效果。