氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧尾氣利用的研究

◎龔劉闖，龔澤穎，徐鵬程

（無(wú)錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無(wú)錫 214035）

目前，氮?dú)鈿庹{(diào)已經(jīng)被廣泛用于糧食、水果和蔬菜的保鮮儲(chǔ)藏[1-3]。隨著科技發(fā)展和人們生活水平的提高，糧食安全受到人們更多的關(guān)注，綠色食品的需求不斷增加，綠色、環(huán)保、安全以及高效的儲(chǔ)糧與害蟲(chóng)防治技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)糧食儲(chǔ)藏的研究方向。糧食儲(chǔ)藏使用氮?dú)鈿庹{(diào)可以降低糧倉(cāng)內(nèi)微生物活動(dòng)，使得糧食呼吸減緩，實(shí)現(xiàn)糧食保管時(shí)間的延長(zhǎng)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，使用氮?dú)鈿庹{(diào)技術(shù)儲(chǔ)藏糧食還可以適當(dāng)提升儲(chǔ)藏期限、延長(zhǎng)輪換周期、減少儲(chǔ)藏周期內(nèi)的輪換次數(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省大量的輪換經(jīng)費(fèi)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[1,5]。

在目前普遍采用的單管道氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)重新設(shè)計(jì)閥門(mén)箱和倉(cāng)外充氣管路，實(shí)現(xiàn)在氣調(diào)過(guò)程中回收排放的尾氣，通過(guò)對(duì)尾氣的回收利用，縮短倉(cāng)房充氣時(shí)間，從而達(dá)到降低氣調(diào)儲(chǔ)糧技術(shù)的使用成本和節(jié)能降耗的目的。

1 尾氣利用系統(tǒng)

1.1 尾氣利用系統(tǒng)簡(jiǎn)介

圖1 閥門(mén)箱及管道布置示意圖

1.2 尾氣利用系統(tǒng)工作流程

制氮機(jī)設(shè)置出口濃度為99.5%時(shí)進(jìn)行制氮，通過(guò)氮?dú)夤艿莱淙雮}(cāng)房，當(dāng)檢測(cè)排出的尾氣濃度大于90%時(shí)，打開(kāi)倉(cāng)房1 的7 號(hào)蝶閥把可以利用的尾氣排入到倉(cāng)房2 中，倉(cāng)房2 需要打開(kāi)2 號(hào)和5 號(hào)蝶閥接收尾氣，尾氣利用示意見(jiàn)圖2。

圖2 尾氣利用示意圖

1.3 試驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)

1.3.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)為浙江某地，試驗(yàn)倉(cāng)房情況如下。

（1）高大平房倉(cāng)（倉(cāng)房1），設(shè)計(jì)倉(cāng)容2 500 t，倉(cāng)墻壁磚混結(jié)構(gòu)，單倉(cāng)跨度21 m、長(zhǎng)23 m，裝糧線(xiàn)高度6 m；通風(fēng)口4 個(gè)，配備橫向通風(fēng)、氮?dú)鈿庹{(diào)、糧面空調(diào)系統(tǒng)。

（2）高大平房倉(cāng)（倉(cāng)房2～倉(cāng)房12），設(shè)計(jì)倉(cāng)容1 500 t，倉(cāng)墻壁磚混結(jié)構(gòu)，單倉(cāng)跨度18 m、長(zhǎng)23 m，裝糧線(xiàn)高度5 m；通風(fēng)口2 個(gè)，配備地上籠通風(fēng)（一機(jī)三道）、氮?dú)鈿庹{(diào)、糧面空調(diào)系統(tǒng)。

1.3.2 儲(chǔ)糧情況

儲(chǔ)糧情況如表1所示，倉(cāng)房1～倉(cāng)房12 儲(chǔ)存糧食品種都是浙江本地產(chǎn)稻谷，在入庫(kù)過(guò)程中，嚴(yán)格控制入庫(kù)糧食質(zhì)量。

表1 試驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)糧原始數(shù)據(jù)表

1.3.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

MS400S 型手持泵吸式氮?dú)鈾z測(cè)儀，基恩思精密儀器設(shè)備（重慶）有限責(zé)任公司；DP1000-ⅢB 型數(shù)字微壓計(jì)，上海億歐儀表設(shè)備有限公司；DT（S）S238 型三相電子式電能表，浙江立新儀表制造有限公司。

表7為重砂5產(chǎn)品通過(guò)浮選分離出云母和非云母兩類(lèi)的結(jié)果，目的是查明銣在這兩類(lèi)產(chǎn)品分離過(guò)程中的走向趨勢(shì)。由表7數(shù)據(jù)可以看出，銣主要富集于云母精礦中。由于本次研究中重砂5的浮選分離目的是研究銣的走向趨勢(shì)，屬于大致分離，云母精礦中雜質(zhì)較多，云母精礦中銣含量并不代表銣精礦中銣含量。

1.3.4 氣體取樣方法

采用6 個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行氣體取樣分析，氮?dú)鈿庹{(diào)控制軟件進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。使用手持泵吸式氮?dú)鈾z測(cè)儀隨機(jī)檢測(cè)任意點(diǎn)位，校驗(yàn)軟件檢測(cè)的濃度值是否準(zhǔn)確。

1.3.5 氣密性檢測(cè)方法

采用壓力衰減實(shí)驗(yàn)法對(duì)倉(cāng)房（糧堆）進(jìn)行氣密性檢測(cè)。使用環(huán)流風(fēng)機(jī)將空氣從薄膜密閉的糧堆抽出，使糧堆內(nèi)外壓力差達(dá)到-300 Pa。停機(jī)后，由于漏氣，糧堆內(nèi)外的壓力差逐漸減小，根據(jù)壓力差衰減到-150 Pa 的時(shí)間來(lái)判斷倉(cāng)房氣密性的好壞。氮?dú)鈿庹{(diào)倉(cāng)要求氣密性試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)間不小于300 s。

1.3.6 氣調(diào)充氮方式

橫向通風(fēng)倉(cāng)與地上籠通風(fēng)倉(cāng)所采用充氮方式有所不同，地上籠通風(fēng)采用下充上排方式，橫向通風(fēng)采用抽負(fù)壓充氮方式。

2 系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較

兩種不同充氮儲(chǔ)藏方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，采用尾氣利用的地上籠通風(fēng)倉(cāng)房，在95%濃度條件下，噸糧成本大幅下降，與尾氣未利用的倉(cāng)房相比，噸糧成本下降0.18 元左右；在98%濃度條件下，噸糧成本下降0.31 元左右，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。橫向通風(fēng)倉(cāng)與地上籠通風(fēng)倉(cāng)所采用充氮方式有所不同，噸糧成本相差較大，相比尾氣未利用的地上籠通風(fēng)倉(cāng)房，在95%濃度條件下，噸糧成本增加0.36 元左右；在98%濃度條件下，噸糧成本增加0.48 元左右。

表2 不同充氮儲(chǔ)藏方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況表

采用氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧，倉(cāng)房氣密性尤為重要，氣密性好的倉(cāng)房可以減少倉(cāng)房的補(bǔ)氣次數(shù)，節(jié)約能耗，能夠更快地充到目標(biāo)濃度，良好的倉(cāng)房氣密性條件也是氮?dú)鈿庹{(diào)儲(chǔ)糧成功的關(guān)鍵因素。這兩種氣調(diào)方式的殺蟲(chóng)效果均比較明顯，通過(guò)倉(cāng)外測(cè)蟲(chóng)結(jié)合人工篩查，糧堆內(nèi)未檢出活蟲(chóng)。值得注意的是蟲(chóng)害已經(jīng)爆發(fā)的倉(cāng)房不宜利用尾氣，以防止蟲(chóng)害蔓延到其他倉(cāng)房。

3 結(jié)論

氮?dú)鈿庹{(diào)的尾氣回收再利用能夠有效節(jié)省用電成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，從而達(dá)到綠色儲(chǔ)糧的最終目的，為后續(xù)氮?dú)鈿庹{(diào)的運(yùn)用推廣和技術(shù)更新打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。