环流熏蒸装置主要由专用环流风机(防爆型)、循环管道、气体分配器等组成。利用环流风机强制磷化氢气体在仓内和循环管道中流动,使磷化氢气体在粮堆中分布均匀,避免熏蒸时出现死角,使仓内呈正压状态,以阻止外界空气进入仓内稀释磷化氢的浓度。气体在粮堆中流动的方向有从上向下和从下向上两种方式。
1 环流熏蒸技术的主要技术要求
1.1 粮仓的气密性
由于进行环流熏蒸时仓内处于正压状态,为防止磷化氢气体散失过多,所以要求粮仓要有一定的气密性,通常使用的气密性标准是:粮仓密封后,向仓内打压至500pa,当仓内压力由500pa降至250pa时,所用时间应大于5分钟。
1.2 环流风机
1.2.1 由于磷化氢是易燃易爆气体,所以要求环流风机必须是防爆的;
1.2.2 风机叶轮的线速度:V<40m/s。
1.3 循环管道
由于磷化氢气体对铜、铁等金属有腐蚀作用,所以循环管道应采用防腐材料。
2 环流熏蒸技术在筒仓和浅筒仓中的应用
2.1 粮仓的密封
2.1.1 筒仓 建仓时仓的内壁已采用聚酰胺环氧树脂涂料和全棉无纺布进行一步四料密封工艺处理,熏蒸时只需将进粮口德气密阀门关闭,将进入孔德密封盖板盖上,待投药后将药口密封盖盖上。
2.1.2 浅筒仓 仓门用PVC布密封,进入孔、进粮孔、自然散气孔用密封盖板密封,仓底和仓顶风机口用密封阀门密封,对其它孔洞也进行相应密封。
2.2 气密性检测
经检测各仓的压力半衰期分为:筒仓的小麦仓:7分40秒;筒仓的玉米仓:5分20秒;浅圆仓的小个体仓:3分20秒。
2.3 粮食及害虫情况
2.3.1粮食
筒仓小麦:粮食温度20~25℃,粮仓温度27℃,粮食水分11.8%
筒仓玉米:粮食温度19~26℃,粮仓温度28℃,粮食水分12.6%
浅圆仓小麦:粮食温度15~29℃,粮仓温度30℃,粮食水分11.4%
2.3.2虫种 玉米象、杂拟谷盗、书虱、印度谷蛾。
2.4 粮仓体积及投药量
2.4.1 筒仓 体积1565m³,直径8m 高34m,单位投药量1.9g/m³,总投药量3kg.
2.4.2浅筒仓 体积12648m³,直径30m 檐高 15m, 单位投药量 1.9kg/m³,总投药量24kg。
2.5 投药方式
2.5.1 筒仓 每个筒仓配有两个放置磷化铝的药笼,将药片或药丸均匀倒在药笼上,将药笼悬挂在仓内,并将投药口密封后,打开环流风机进行环流(见图1)
2.5.2 浅圆仓 每个浅圆仓设计有两套放射状地槽风网、两台环流风机和两个投药口,使用仓外投药机产生磷化氢气体,以二氧化碳作为载体将磷化氢气体带入环流管道中进行环流(见图2)

2.6 磷化氢在粮堆中的流动方向
PH3在筒仓中从上向下,在浅圆仓中从下向上流动。
2.7 测气点的布置
筒仓仓底和仓顶各一个点;浅圆仓粮堆上层均匀的布置10个检测点
2.8 环流风机的参数
筒仓风机压力120~1500Pa,风量878~295m³/h;
浅圆仓风机压力43~121Pa,风量137514m³/h。
2.9 环流风机
筒仓采用连续式环流(熏蒸期间环流风机不停);浅圆仓采用间歇式环流。
2.10熏蒸密闭时间
熏蒸密闭14天。
2.11 磷化氢浓度检测仪
磷化氢浓度检测仪为澳大利亚制造。
3 环流熏蒸结果
3.1 熏蒸效果
密闭熏蒸14天内,筒仓和浅圆仓的磷化氢浓度均保持在100ppm以上,达到了预期目标,熏蒸后经取样检查没有发现活虫,同时取熏蒸后的粮食样品(有被杀死的虫子)放在室内观察3个月,没有发现有幼虫出现,3个月内仓内粮食没有虫害发生,且粮温变化正常。
3.2 磷化氢浓度的变化(见图3、图4)
投药24小时后筒仓粮堆底部与仓粮堆上层的浓度差减小到10%以内,粮堆上层即粮堆内部磷化氢气体浓度分布达到了均匀状态;浅圆仓在投药24小时后各测点的磷化氢气体浓度差也降低到10%以内,即在磷化氢气体环流移动过程中同一气层上各测点气体浓度分布很均匀。
从图3磷化氢浓度变化曲线可以看出,利用在药笼上放置磷化铝片剂的投药方式,小麦、仓磷化氢浓度达到最高值475ppm需要5天时间,玉米仓需要2~3天可达到最高值630ppm,磷化氢浓度达到最高值后,随着熏蒸、时间的推移,磷化氢浓度在均匀的降低,至14天时玉米仓和小麦仓的磷化氢浓度分别降为141ppm和125ppm。
图4显示了利用仓外投药机产生气体对浅圆仓进行一次性投药熏蒸的磷化氢浓度变化曲线,变化曲线近似于波浪形,没有明显的下降趋势,磷化氢的最高点为302ppm熏蒸14天时磷化氢的浓度降低为191ppm。
4 讨论与分析
4.1 粮种对磷化氢浓度的影响
图3显示利用磷化铝片剂在仓内潮解进行熏蒸,磷化铝与空气中的水反应生成磷化氢的速度在玉米仓中比在小麦仓中快(同一反应时间内玉米仓比小麦仓的磷化氢浓度高),可能是因为玉米比小麦水分高,导致玉米仓中空气湿度比小麦仓中的大,从而影响了磷化铝的反应速度。
4.2 粮食吸附及环流方式对熏蒸的影响
从图3和图4中看出熏蒸14天后小麦筒仓中磷化氢浓度从最高值175ppm降至125ppm,降幅达73.7%;小麦浅圆仓中的磷化氢浓度从最高值302ppm降至191ppm,降幅达37%。在熏蒸期间,筒仓的磷化氢损失率73.7%远远大于浅圆仓的37%。


筒仓的气密性(半衰期为7分40秒)高于浅圆仓气密性(半衰期为3分20秒),所以熏蒸期间磷化氢的泄露率筒仓应比浅圆仓小,但实际上筒仓磷化氢的损失率高于浅圆仓,其中一个原因可能是粮食吸附,另一个原因可能是粮食环流方式造成的。由于环流熏蒸的另一个显著特点是利用环流风机使仓内呈正压以避免外界空气进入仓内稀释磷化氢浓度,这说明在环流熏蒸的过程中仓内磷化氢气体向外泄露几率要比外界空气进入仓内的几率大,由于这种原因筒仓采用连续式环流可能是造成筒仓磷化氢损失率高的另一个原因,与之相反浅筒仓采用间歇式环流造成磷化氢损失要好一些。
4.3 不同投药方式对熏蒸的影响
浅圆仓的投药方式是利用仓外发生器使磷化铝片剂与水反应生成磷化氢气体直接进入环流管道进行循环,24kg磷化铝在2小时内完全反应生成磷化氢气体进入仓内,所以投药后24小时后粮堆上层各测点之间的磷化氢浓度差值在10%以内,即在磷化氢气体环流移动过程中同一气层上各测点磷化氢浓度分布很均匀。图4中的曲线是各测点的磷化氢浓度平均值绘制而成,其变化曲线近似波浪形,可能是由于大量的磷化氢在短时间内进入仓内进行环流有一个再分布过程造成的,在气体环流移动的过程中各层磷化氢气体的浓度不同,开始熏蒸时各七层磷化氢浓度值相差较大,随着熏蒸时间的延长各气层之间的磷化氢浓度差值逐渐减小。
筒仓的投药方式是利用磷化铝片剂与空气中的水分进行缓慢的反应生成磷化氢气体进行熏蒸,夏季磷化铝片剂一般在几天内可完全反应,在投药后24小时内筒仓上部的磷化氢浓度高于筒仓底部磷化氢浓度很多,24小时后筒仓上部与底部的磷化氢浓度差值达到了10%以内,即整个粮堆内磷化氢气体已分布均匀,由于生成磷化氢气体是一个缓慢的过程,所以达到最高磷化氢浓度值也是一个缓慢的过程,它没有象利用仓外投药机那样造成磷化氢聚集在某一气层上,从图3可以看出当磷化氢的浓度很均匀的逐渐降低,在降低过程中没有出现波浪形曲线,与图4曲线的对比和明显。
5 结论
5.1 筒仓和浅圆仓经密封处理达到一定气密性后,进行环流熏蒸效果很好,都能达到预期目标。
5.2 在仓温接近的情况下,磷化铝片剂与空气中水分的反应速度在粮食水分高的仓中比在粮食水分低的仓中快。
5.3 利用磷化铝片剂潮解的方式生成磷化氢进行环流熏蒸,仓内磷化氢浓度变化趋势很稳定;利用仓外投药机生成磷化氢进行环流熏蒸,仓内各气层磷化氢气体浓度再分布时间较长,变化曲线呈波浪线。
5.4 采用连续式环流熏蒸造成的磷化氢损失高于间歇式环流熏蒸。
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