CO2氣調(diào)儲糧工程的建設(shè)

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1、CO2氣調(diào)儲糧工程的建設(shè) CO2氣調(diào)儲糧工程的建設(shè)，本文由整理。早在1917年，就有人進行了二氧化碳(CO2)氣調(diào)儲糧殺蟲試驗，40年代后由于廉價殺蟲劑的使用限制了其發(fā)展。隨著殺蟲劑的殘留、對生態(tài)環(huán)境的破壞及害蟲抗藥性問題日益引起人們的重視以及對天然綠色食品的需求，使CO2氣調(diào)儲糧方式又重新引起了人們的注意。美、日、俄、澳等經(jīng)濟發(fā)達國家已逐步減少化學(xué)藥劑在儲糧上的使用，向低溫、氣調(diào)、物理與生物綜合防治的生態(tài)儲糧方向發(fā)展，并在CO2氣調(diào)儲糧技術(shù)上進行了大量研究，澳大利亞現(xiàn)已建成倉容達30萬噸的CO2氣調(diào)倉；60年代以來，我國對CO2氣調(diào)儲藏技術(shù)也進行了較系統(tǒng)的研究，從CO2的殺蟲效果、C02對

2、PH3熏蒸殺蟲的增效作用、C02對儲糧霉菌的抑制、糧食C02氣調(diào)儲藏品質(zhì)的研究、CO2氣調(diào)儲糧啟封后的品質(zhì)變化等方面進行了大量的研究與小型實倉試驗，獲得了理想的效果。 近年來，我國充分利用四項儲糧新技術(shù)成果，投資興建了18個大型機械化骨干糧庫，利用世行貸款改善中國糧食物流狀況，改善四條(京津唐、東北、長江中下游和西南)糧食走廊的流通狀況，充分利用四項新技術(shù)，投入300多億元建設(shè)1050億斤倉容的新式糧倉。其中，在國家2000年200億斤倉容建設(shè)中，四川綿陽直屬庫改擴建工程采用目前國際上較為先進的C02氣調(diào)儲糧技術(shù)，建設(shè)了2棟C02氣調(diào)儲糧示范倉。 1C02氣調(diào)儲糧的意義采用C02氣調(diào)儲糧技

3、術(shù)，就是在密閉性能良好的倉房內(nèi)充入C02氣體以改變糧倉內(nèi)氣體成分的組成，破壞害蟲及霉菌的生態(tài)環(huán)境，抑制糧食生理呼吸，起到防蟲、殺蟲、抑菌、延緩糧食品質(zhì)陳化的作用，從而達到非藥劑儲糧的目的。研究認為，它對糧食儲藏具有如下的作用和意義： 1 1殺蟲作用高濃度C02對害蟲有明顯毒殺作用，其毒性大小隨蟲種、蟲期和糧倉溫度、相對濕度、處理時間、糧食品質(zhì)及水分等條件不同而變化；并且能有效防止害蟲抗藥性的發(fā)生和發(fā)展。 1 2抑菌作用高濃度C02氣體能抑制真菌的生長，長期保持其氣體成分能降低糧食的帶菌量，同時霉菌毒素的產(chǎn)生也明顯受到抑制。 1 3延緩儲糧品質(zhì)陳化對耐儲性好的糧種在常溫下短期儲藏，氣調(diào)儲藏

4、方式與常規(guī)儲藏方式的糧食品質(zhì)幾乎沒有差異；而長期儲藏，氣調(diào)儲藏的品質(zhì)就會明顯優(yōu)于常規(guī)儲藏的品質(zhì)，尤其對耐儲性差的糧種，在高溫、高濕等惡劣條件下氣調(diào)儲藏，能延緩其陳化。 1 4環(huán)保性由于使用的是無污染的C02氣源，所以對生產(chǎn)運輸及儲藏期間的施放都不會造成環(huán)境污染，還能減少化學(xué)藥劑對保管人員及周圍人群的危害，有效解決糧食中有害藥劑殘毒問題，實現(xiàn)生態(tài)儲糧方式，達到無公害、無污染的綠色儲糧目的。 C02氣調(diào)倉建設(shè)的氣密性技術(shù)措施C02氣調(diào)儲糧技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于氣調(diào)倉房的建設(shè)，一個氣密性能良好的倉房，能保障C02工藝濃度、減少C02用量、降低儲糧成本，充分體現(xiàn)C02儲糧的優(yōu)越性。我們根據(jù)綿陽庫的實際

5、情況，從實施的簡便性、可靠性和易操作性上考慮，設(shè)計了氣密倉從500Pa降到250Pa的半衰期達到4分鐘以上的氣密性技術(shù)措施，并采用了正壓壓力衰減試驗法進行“壓力半衰期”檢測。 1綿陽庫氣調(diào)倉基本建筑設(shè)計綿陽庫氣調(diào)倉建設(shè)為2棟24m寬96m長的雙廒間鋼筋混凝土拱板屋架平房倉，倉高78m,裝糧高度6m,建筑面積4608m2,設(shè)計倉容：039億斤；圍護結(jié)構(gòu)為620mm厚空斗磚墻；氣調(diào)倉每廒間設(shè)2個大門、4個窗供進出糧作業(yè)，設(shè)1扇糧情檢測小門和4扇軸流風機窗。 2密封材料密封倉庫選用的密封材料應(yīng)具備下列條件：①具備柔韌性和延展性；②能抗低溫和高溫，不易變化和老化；③能抗紫外線輻射；④具備良好的粘附

6、力；⑤對糧食無毒、無污染；⑥具備良好的抗腐蝕能力，對各種氣體保持穩(wěn)定；⑦具有較好的耐磨性能；⑧易于施工、修補、施工周期短；⑨價格合理，使用期達10年以上。根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有材料，聚酰胺環(huán)氧樹酯、聚氨酯涂料等是綜合性能較好的密封材料。 2 3密封的部位和方法由于普通倉房的建設(shè)情況不能達到CO2氣調(diào)倉的氣密性要求，所以在原平房倉通用圖設(shè)計基礎(chǔ)上變更或增加如下內(nèi)容： 31倉房內(nèi)墻面涂刷（或噴涂）氣密涂料取消原設(shè)計的內(nèi)墻涂料，采用聚酰胺環(huán)氧樹酯涂料作氣密涂料，該材料應(yīng)符合GE9686-88食品容器糧倉內(nèi)壁聚酰胺樹酯涂料標準和GE/T9756-2001《合成樹脂乳液內(nèi)墻涂料》的標準。根據(jù)糧倉的特性采用不同

7、濃度、不同方法分步進行。具體施工要求為：涂抹前必須將內(nèi)墻表面清掃干凈，在裂縫、孔眼、麻面、脫殼等不平整處用基底料填平、干燥后清除浮塵；施工前將涂料充分攪拌均勻；涂布方法為涂刷（刷涂、滾涂或噴涂）二遍，第一層宜用較稀的涂料涂刷，以便于墻體吸附；第二層可用較厚稠涂料涂刷，以增加密封層厚度，加強其氣密性。每層涂料涂刷方向應(yīng)與前一層涂刷方向垂直錯開，并保持一定的速度，以保證涂料形式致密、厚薄均勻；用量達到》05kg/m2,厚度》05mm,有玻纖布層不得低于08mm；涂刷中要求再次涂刷時以漆面干燥不粘手為準；涂刷后應(yīng)仔細檢查涂刷面,要求涂料均勻粘附在倉壁上,無氣泡、干燥成膜后無裂痕、無孔眼。 232倉

8、壁與倉頂、地坪和墻身及其連接處的密封處理倉壁與倉頂連接處主要采用聚氨酯涂料與聚酯纖維無紡布或玻纖布進行密封處理,在密封涂布前先用聚氨酯泡沫或嵌縫膠等將較寬縫隙填充，再將各交接處做成R150mm弧形，采用二布三涂進行密封處理（處理方法同231方式）,并對裂縫、氣泡、沙眼進行修補處理,達到密封要求。 233采用氣密保溫門窗、軸流風機窗及氣密保溫通風筒取消原通用圖采用的保溫密閉型門窗及氣密保溫通風筒,采用專業(yè)廠家生產(chǎn)的特制氣密保溫門窗及氣密保溫通風筒,其密閉性能在徑深15m的1:1試驗中超過倉房密閉指標，安裝時框架采用預(yù)埋形式，并與墻體的連接處密封嚴實。 234增加氣密接縫膠由于現(xiàn)有拱板的做法是

9、拱板之間留有約1cm寬、18cm深的縫隙,并會隨著鋼筋混凝土的正常變形而變化,這是影響倉房氣密性的重要因素之一,因此需對此進行密封處理。具體做法為：在拱板下弦的縫隙中灌入符合要求的含膨脹水泥的沙漿,再用PH-T彈性環(huán)氧樹酯接縫膠和嵌縫油膏從縫隙頂部澆灌以起到密封效果和防止由于房屋變形而引起的漏氣；在拱板下弦的底部,即倉頂,采用二布三涂敷實縫隙。為了提高抗拉延展率和衛(wèi)生要求,施工中采用無紡布或玻纖布作加勁層,按倉內(nèi)墻做法涂刷氣密膠。 235增加氣密密封膠各工藝洞口等處也是造成倉房漏氣的重要因素之一,需對此進行密封處理。主要在糧倉進出糧口、通風管道口、軸流風機口、檢修口、CO2工藝供氣孔、糧情檢

10、測電源管線、供電管線及各工藝電源管線等通道口處,采用高耐候氣密膠進行密封。 4提高氣調(diào)倉隔熱性能的技術(shù)措施屋面及墻體增加隔熱措施，要求屋面K值W05W/m2.k，墻體K值W127W/m2.k。在屋面增加硬質(zhì)隔熱層，采用50mm厚現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯（阻燃型）作保溫、防水層（材料符合JC14-1999標準，導(dǎo)熱系數(shù)為022W/m2.k，容重為50kg/m3,抗壓強度》100kPa），并再在其面上作一保護層,以增強倉房的隔熱性能、防水性能及延長其使用壽命。墻身采用620mm厚空斗磚墻。 CO2氣調(diào)儲糧的工藝CO2氣調(diào)儲糧工藝設(shè)計采用大型供配氣系統(tǒng)集中供氣方式,并采用糧倉CO2濃度自動監(jiān)測系統(tǒng)。其主要

11、裝置為CO2供氣系統(tǒng)、CO2監(jiān)測系統(tǒng)、智能通風控制系統(tǒng)及倉房壓力平衡裝置等。 2 1供氣系統(tǒng)CO2供氣系統(tǒng)主要用于液態(tài)CO2安全儲存，在工藝需要時通過汽化、減壓、順利輸送入氣調(diào)糧倉，并強制循環(huán)使倉內(nèi)CO2氣體濃度均勻地維持在一定范圍內(nèi)。其主要設(shè)備、設(shè)施構(gòu)成如下： 11儲氣槽綜合考慮到此工藝集中供氣的方式、液態(tài)CO2的性質(zhì)以及綿陽地區(qū)氣體的運輸供應(yīng)、設(shè)備及其配件一次投入費用、使用費用和占地面積等因素的影響，由總需氣量確定選用ZCF-20/22型不銹鋼真空粉末絕熱固定式低溫CO2液體立式儲氣槽1臺，用于儲存液態(tài)CO2，并對庫內(nèi)各倉送氣采用逐倉充氣，各倉平衡保氣方式，以解決固定設(shè)備一次投入過大、

12、占地面積過大、而平常利用率過低的問題。 12汽化器綜合考慮充入CO2時氣調(diào)儲糧工藝要求，充氣速率、充氣時間、氣體損失等因素及管道輸送，設(shè)備投入、安裝使用、環(huán)境保護等費用的影響，經(jīng)過核算，選定5臺QD/125/25型低溫液態(tài)CO2電加熱水浴式汽化器并聯(lián)使用，將液化CO2加熱成氣體，以減少集中運作動力過大，平常利用率過低以及初步充氣時間與二氧化碳利用率的矛盾。 13減壓裝置綜合考慮到汽化后氣體的輸送流量和壓力要求，減小輸送阻力，減輕輸送管道的耐壓負擔及國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備型號規(guī)格，減少不必要的設(shè)備投入及動力負擔等情況，選用2套（3臺）V918減壓裝置使高壓的CO2氣體減壓成低壓狀態(tài)以利于氣體輸送。

13、314氣體平衡罐用1個CO2氣體平衡罐儲存CO2氣體，使氣體在輸送過程中處于平衡穩(wěn)壓狀態(tài)。 315倉外氣體輸送系統(tǒng)由優(yōu)質(zhì)無縫鋼管及各種閥門、三通、彎頭、流量計、壓力表等組成密封的輸送管網(wǎng)，利用CO2氣體自身壓力按工藝要求將其輸送入糧倉，不需外加動力。 316倉內(nèi)氣體分布系統(tǒng)按氣體輸送方向?qū)⒉痪鶆蜷_孔的優(yōu)質(zhì)碳鋼管在糧倉內(nèi)組成2組一機四道形式的管網(wǎng)，便于盡量均勻、高效地向糧堆充入CO2氣體，以減少CO2氣體的損失。 317氣體的循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)風機、循環(huán)管道及閥門，用于強制倉內(nèi)CO2氣體循環(huán)，以維持倉內(nèi)CO2氣體濃度的均勻；當倉內(nèi)充入CO2后，為防止分布不均勻致使某些部位的CO2濃度達不到防

14、治害蟲的要求，應(yīng)使倉內(nèi)氣體充分混合。為此，要有一個密封的循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)工藝需要通過外部管道用小型密封鼓風機將空氣從倉底送入，使倉內(nèi)氣體充分混合。 32CO2氣體監(jiān)測系統(tǒng)該系統(tǒng)采用先進的檢測和自控技術(shù)，實現(xiàn)糧倉CO2濃度的全自動測量和數(shù)據(jù)處理。其主要功能為：糧倉CO2數(shù)據(jù)的實時采集、轉(zhuǎn)換和傳輸，數(shù)據(jù)顯示、打印和管理（包括數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析處理、報警提示、預(yù)留數(shù)據(jù)通信等功能），并具有手動和自動操作的切換功能，能實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的開放式設(shè)置與調(diào)整，便于升級更新，以適應(yīng)今后更加優(yōu)化的設(shè)置需求。該系統(tǒng)由以下幾個子系統(tǒng)構(gòu)成： 321氣體采集管網(wǎng)由防塵頭、氣體采集管組成，主要用于倉內(nèi)各點氣體的采集。322氣

15、體管路控制系統(tǒng)由氣路轉(zhuǎn)換閥，氣體緩沖罐、真空泵、微繼電器等裝置構(gòu)成，主要實現(xiàn)控制各監(jiān)測點氣體的單向輸入功能，為CO2氣體測量裝置定點輸入流量穩(wěn)定、潔凈的CO2氣體。 323CO2氣體測量裝置由紅外CO2測量傳感器、A/D轉(zhuǎn)換裝置、液晶顯示裝置等部件組成，主要實現(xiàn)CO2氣體的測量及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。 324數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)傳輸線路、保護管路等組成，采用串行通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)向遠端計算機傳送實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的功能，具有長距離通信和抗干擾能力。 325監(jiān)控微機系統(tǒng)及監(jiān)控軟件由計算機和基于Windows開發(fā)平臺上的監(jiān)控軟件構(gòu)成，能在奔騰100以上機型及Win95以上系統(tǒng)中使用，主要完成CO

16、2氣體監(jiān)測系統(tǒng)的控制及處理功能。 33智能通風控制系統(tǒng)系統(tǒng)可根據(jù)需要隨時或定時地進行實時數(shù)據(jù)采集和處理，智能地控制通風。它同時檢測糧溫、倉溫、倉濕及氣溫、氣濕，根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)確定糧情報警，并可控制通風風機的運轉(zhuǎn)，從而有效地進行糧情預(yù)測，提供保糧方案，利用自動控制提高資源利用效率，減輕勞動強度，避免人為操作失誤。系統(tǒng)可自動計算通風條件，及時報警或根據(jù)用戶需要計算通風條件，及時報警并控制通風設(shè)備的啟停。可以同時執(zhí)行不同倉房不同通風目的（降溫、降水等）的通風控制；可以選擇不同的模式，連續(xù)監(jiān)測捕捉通風時機?？勺詣咏y(tǒng)計風機運轉(zhuǎn)時間，在通風過程中，隨時觀察通風預(yù)測的結(jié)果。系統(tǒng)在硬件上采用先進的分布式結(jié)構(gòu)

17、，由測控計算機、測控分機、通風控制柜、溫度傳感器、濕度傳感器和系統(tǒng)軟件組成。34安全設(shè)施341倉房壓力平衡裝置對氣密性能較好的倉庫，為了防止在氣調(diào)充氣過程中因通氣過速、氣流波動等造成壓力過高或儲藏過程中空氣溫度變化等影響，致使氣壓過高或過低而造成密封設(shè)施或墻體長期受壓而遭到損壞，需設(shè)置一套壓力平衡裝置，以調(diào)節(jié)倉內(nèi)外的壓差。 342背負式氧呼吸器據(jù)報道，高濃度的CO2氣體會對人員造成危害，在CO2氣體達到1%時就對人有影響，長期處于3%以上濃度的環(huán)境中工作會對人產(chǎn)生危害作用，出現(xiàn)惡心、頭暈等不良癥狀。所以，為確保人員入倉工作時安全，需配置氧呼吸器。在氣調(diào)儲糧的倉庫，必須配備排氣系統(tǒng)，以便糧食出

18、倉時操作人員能夠安全進入氣調(diào)倉檢查或作業(yè)。對大型倉庫，如果啟封后短期內(nèi)就要進倉，則需要進行強力通風排氣。我們利用壓入式機械通風系統(tǒng)和倉房上部排風扇，將CO2氣體從上部排出，使倉內(nèi)環(huán)境達到安全操作條件。 2 綿陽庫CO2氣調(diào)工程達到的效果工程進展基本順利，工程建設(shè)已基本完成。經(jīng)測試，綿陽庫氣調(diào)倉達到如下性能： 1氣密性能按氣密性檢測方案，由中國測試技術(shù)研究院計量測試研究所（具備國家實驗室資格和計量授權(quán)證書）對具備條件的氣調(diào)倉氣密性進行了正壓壓力衰減試驗法檢測，測試結(jié)果為： 3 11空倉測試2001年9月5日空倉測試，其氣密性能從500Pa降到250Pa的半衰期達12分鐘以上，大大超過了預(yù)定4分鐘的設(shè)計要求。 3 12實倉測試2002年4月5日實倉測試，其氣密性能從500Pa降到250Pa的半衰期達5分16秒以上?？梢姡瑲庹{(diào)倉的氣密性建設(shè)大大超過了預(yù)定4分鐘的設(shè)計要求，優(yōu)于普通倉，為氣調(diào)儲糧示范成功邁出了關(guān)鍵一步。 2 2隔熱性能經(jīng)對氣調(diào)倉及普通對照倉的溫度測定，測定結(jié)果為提高示范倉隔熱性能提供了可靠保證（見表1）。 結(jié)論通過綿陽庫CO2氣調(diào)儲糧工程的建設(shè)，證明該技術(shù)在中國是可行的。CO2氣調(diào)儲糧的應(yīng)用，對安全水分的糧食，不需要使用其他藥劑就能有效地殺死儲糧害蟲，延緩糧食陳化，達到安全儲藏和無化學(xué)污染的要求。