基于互聯(lián)網(wǎng)+智能集成磷化氫尾氣熏蒸技術(shù)的探究

汪文濤蔡明凡

(1.中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)，湖北 武漢 430000;2.武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430000)

1 磷化氫尾氣熏蒸技術(shù)及現(xiàn)狀

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，國(guó)際社會(huì)就發(fā)現(xiàn)磷化氫氣體對(duì)農(nóng)作物的熏蒸殺蟲(chóng)作用，尤其是美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在21世紀(jì)中葉將磷化氫氣體作為儲(chǔ)藏種植物主要熏蒸手段。我國(guó)改革開(kāi)放以后，大量的糧儲(chǔ)、出入境倉(cāng)庫(kù)、農(nóng)作物儲(chǔ)藏間等也主要采用磷化鋁或磷化鎂進(jìn)行熏蒸殺蟲(chóng)。

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色環(huán)保低毒甚至無(wú)毒的熏蒸需求和理念逐步被各大農(nóng)作物儲(chǔ)藏公司所接受，低毒氣體熏蒸與充氮?dú)⑾x(chóng)技術(shù)被更多的試驗(yàn)和小范圍應(yīng)用，但由于行業(yè)慣性和客觀(guān)成本等方面的原因，一直無(wú)法撼動(dòng)磷化鋁所占的主體地位。

2016年我國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)規(guī)定了磷化鋁高毒及人畜居住場(chǎng)所禁止使用的包裝要求；2017年又將磷化鋁藥劑加入了《限制使用農(nóng)藥名錄(2017版)》的名單中，同年12月，媒體相繼報(bào)道了《我國(guó)將在5年內(nèi)全部禁用高毒農(nóng)藥》的消息，其中援引農(nóng)業(yè)部門(mén)消息稱(chēng)爭(zhēng)取2020年力爭(zhēng)讓磷化鋁退出市場(chǎng)。

綜上，國(guó)家將會(huì)爭(zhēng)取在5a內(nèi)淘汰磷化鋁藥劑，在此政策影響下，國(guó)內(nèi)各倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)都相繼開(kāi)展替代磷化鋁的熏蒸技術(shù)或抑氧殺蟲(chóng)技術(shù)的研究和應(yīng)用驗(yàn)證，以保證磷化鋁退出市場(chǎng)后農(nóng)作物儲(chǔ)藏行業(yè)防蟲(chóng)工作的正常開(kāi)展。

2 磷化氫尾氣過(guò)濾技術(shù)及處理指標(biāo)

2.1 常見(jiàn)的磷化氫尾氣過(guò)濾回收系統(tǒng)

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)采用的磷化氫過(guò)濾吸收設(shè)備包括化學(xué)吸收塔、配藥裝置、磁力泵、防爆離心風(fēng)機(jī)、在線(xiàn)式磷化氫檢測(cè)儀等設(shè)備集成后安裝在設(shè)備平臺(tái)。熏蒸殺蟲(chóng)倉(cāng)間采用抽風(fēng)和鼓風(fēng)雙管路保證儲(chǔ)藏倉(cāng)庫(kù)密封條件下進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾回收，保證磷化氫尾氣吸收達(dá)標(biāo)排放。

圖1 傳統(tǒng)磷化氫尾氣回收設(shè)備

2.2 工作原理

磷化氫過(guò)濾吸收裝置工作原理采用化學(xué)吸收法。

在滿(mǎn)足用戶(hù)需求的基礎(chǔ)上，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)優(yōu)化、操作方便、高效節(jié)能的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。吸收劑主要采用復(fù)合型次氯酸鈣粉劑。其工作原理：

Ca(ClO)2+2H2O→Ca(OH)2+2HClO

2HClO→2HCl+O2↑

HClO+HCl→Cl2↑+H2O

PH3+2O2→H3PO4

2.3 工藝參數(shù)及指標(biāo)

在日常環(huán)境條件下，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，滿(mǎn)足環(huán)保及相關(guān)法律法規(guī)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

磷化氫尾氣吸收裝置連續(xù)運(yùn)行7～10d內(nèi)尾氣排放檢測(cè)口磷化氫廢氣含量≤0.2ppm，滿(mǎn)足《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學(xué)有害因素》規(guī)定磷化氫職業(yè)接觸限值中的最高容許濃度為0.3mg·m-3。

3 磷化氫過(guò)濾設(shè)備的介紹

3.1 傳統(tǒng)磷化氫過(guò)濾設(shè)備

傳統(tǒng)的磷化氫過(guò)濾吸收設(shè)備包括化學(xué)吸收塔(雙級(jí))、泵、防爆離心風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)管路、配電柜等。主要采取串聯(lián)模式，將化學(xué)吸收塔進(jìn)行串聯(lián)，尾部放置防爆抽風(fēng)機(jī)，第一級(jí)吸收塔連接倉(cāng)間抽風(fēng)管道，配置簡(jiǎn)單按鈕配電柜。

該過(guò)濾設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但安全風(fēng)險(xiǎn)較大，作業(yè)人員需要入庫(kù)開(kāi)門(mén)進(jìn)新風(fēng)，操作配電柜也需要離設(shè)備較近，添加吸收劑也需要在設(shè)備周邊添加，很大程度上存在作業(yè)人員吸入磷化氫氣體的風(fēng)險(xiǎn)，危害身體健康。

3.2 基于PLC系統(tǒng)磷化氫過(guò)濾設(shè)備

基于PLC系統(tǒng)磷化氫過(guò)濾吸收裝置控制系統(tǒng)將提供Profinet通訊接口，并提供與之相對(duì)應(yīng)的通訊地址表，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制，方便用戶(hù)將多功能磷化氫過(guò)濾吸收處理系統(tǒng)裝置機(jī)組接入集中控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)就地啟停和對(duì)機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障分析和控制。大大降低了作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)操作的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在中控室進(jìn)行操作與控制，保障作業(yè)人員身體健康及安全。

3.3 基于智能化集成磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備

由于一般的儲(chǔ)藏農(nóng)作物的倉(cāng)間對(duì)環(huán)境要求很高，有時(shí)會(huì)吸潮發(fā)生霉變，有時(shí)會(huì)丟失水分干碎，嚴(yán)重影響農(nóng)作物儲(chǔ)存質(zhì)量和生產(chǎn)、銷(xiāo)售質(zhì)量，帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。目前很多倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)致力于治理農(nóng)作物蟲(chóng)害、溫濕度、防蟲(chóng)防霉等，并積極響應(yīng)國(guó)家及行業(yè)清潔倉(cāng)間的安全生產(chǎn)要求政策，衍生出很多集成設(shè)備系統(tǒng)，但結(jié)合磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備集成設(shè)備很少，但是可以采取這種集成模式進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境治理。

通過(guò)智能化PLC集中控制系統(tǒng)，對(duì)除濕加濕、充氮抑氧、除霉除異味等功能集成到磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備上，采取雙管路或多管路進(jìn)行抽風(fēng)、鼓風(fēng)循環(huán)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)藏倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的環(huán)境治理，集成設(shè)備包括磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備、除濕機(jī)、加濕機(jī)、制氮機(jī)、除氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、除味機(jī)、磷化氫濃度檢測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備智能集成化控制，以滿(mǎn)足功能的實(shí)現(xiàn)。

3.4 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”多功能磷化氫尾氣過(guò)濾集成系統(tǒng)

根據(jù)磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備、除濕機(jī)、加濕機(jī)、制氮機(jī)、除氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、除味機(jī)、磷化氫濃度檢測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備智能集成化控制的智能化集成磷化氫尾氣過(guò)濾設(shè)備，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)及云端控制服務(wù)功能，更能滿(mǎn)足多種集成設(shè)備高效使用，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制點(diǎn)可以滿(mǎn)足最少1024個(gè)點(diǎn)位的控制，增加點(diǎn)位，只需要增加網(wǎng)橋或發(fā)射信號(hào)中心即可，云端服務(wù)器完全能滿(mǎn)足上萬(wàn)或上億個(gè)控制點(diǎn)位的需求。

目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及集成系統(tǒng)相當(dāng)發(fā)達(dá)，通過(guò)手機(jī)APP或PC端服務(wù)器就可以隨時(shí)隨地監(jiān)控集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行情況及設(shè)備啟停功能，并且可以實(shí)現(xiàn)故障自查、修復(fù)及警報(bào)等，讓工作人員工作更加安全、便利。

硬件系統(tǒng)采用目前互聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)先進(jìn)的“蜂窩通信”的分布式通信方式，集中式傳輸相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)采集、無(wú)線(xiàn)傳輸、就地或遠(yuǎn)程上網(wǎng)、數(shù)據(jù)錄入和管理等。

軟件系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)交互軟件生成需求控制界面，可以就地PC端安裝，也可以通過(guò)手機(jī)APP移動(dòng)端安裝，使操作更加便利。其軟件系統(tǒng)基于“云技術(shù)”開(kāi)發(fā)而成，即基于云計(jì)算應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺(tái)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等的總稱(chēng)，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。相對(duì)于現(xiàn)有傳統(tǒng)應(yīng)用軟件，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

圖2 “超大規(guī)?！痹朴?jì)算應(yīng)用

3.4.1 超大規(guī)模

Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,阿里、Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，“云”能賦予用戶(hù)前所未有的計(jì)算能力。

3.4.2 虛擬化

大二的學(xué)生大多明白考試規(guī)律，大部分同學(xué)到考前才突擊復(fù)習(xí)，表面上看學(xué)生及格率很高，實(shí)際上學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握得怎么樣，教師是沒(méi)法準(zhǔn)確衡量出來(lái)的，而企業(yè)需求崗位要求的實(shí)際操作能力更是無(wú)法考核。

云計(jì)算支持用戶(hù)在任意位置，使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶(hù)無(wú)需了解，也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。只需要一臺(tái)筆記本或者一部手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算任務(wù)。

3.4.3 高可靠性

“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。

3.4.4 通用性

云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。

3.4.5 高可擴(kuò)展性

“云”的規(guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿(mǎn)足應(yīng)用和用戶(hù)規(guī)模增長(zhǎng)的需要。

4 未來(lái)農(nóng)作物儲(chǔ)藏環(huán)境治理集成系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展

目前，伴隨著我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程要求，以及物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等新一代信息技術(shù)發(fā)展和日常生活的智能化推動(dòng)下的市場(chǎng)需求，為農(nóng)作物儲(chǔ)藏行業(yè)發(fā)展提供了良好創(chuàng)新機(jī)遇，對(duì)自動(dòng)化程度、國(guó)家環(huán)保政策等倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展也迎來(lái)了一次挑戰(zhàn)。使其集成工藝裝備、多功能復(fù)合與協(xié)同、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、智能化、應(yīng)用創(chuàng)新等進(jìn)入了一場(chǎng)全新的變革。

運(yùn)用多功能倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境治理的特點(diǎn)，治理范圍小、環(huán)境調(diào)節(jié)可控、監(jiān)視及可視化程度高，可采取有針對(duì)性的治理工作，對(duì)農(nóng)作物儲(chǔ)存起到保質(zhì)保量、無(wú)毒無(wú)害、無(wú)霉無(wú)異味的增值服務(wù)特點(diǎn)，互聯(lián)網(wǎng)集成化農(nóng)作物儲(chǔ)藏環(huán)境治理系統(tǒng)能更好地滿(mǎn)足倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)質(zhì)量可靠、技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)增值、價(jià)值提升等四位一體的全方位解決綜合性環(huán)境問(wèn)題的特點(diǎn)。

行業(yè)技術(shù)的發(fā)展亦可以實(shí)現(xiàn)，“一條龍”服務(wù)包含農(nóng)作物生長(zhǎng)、采摘、半成品加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、到家等，都可以采用“互聯(lián)網(wǎng)+”多功能儲(chǔ)藏環(huán)境治理集成系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、供應(yīng)周期的全數(shù)據(jù)解答，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋、在儲(chǔ)藏時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)功能運(yùn)行，可給農(nóng)作物品質(zhì)帶來(lái)進(jìn)一步提升，保持持久的農(nóng)作物產(chǎn)品新鮮度。

如，將瓜果食品通過(guò)真空或氮?dú)獍b，對(duì)每個(gè)產(chǎn)地、品種及氣候條件有共同特點(diǎn)瓜果食品進(jìn)行全程監(jiān)控記錄，食品在運(yùn)輸過(guò)程中的新鮮程度的變化，調(diào)節(jié)運(yùn)輸車(chē)內(nèi)溫濕度，保障運(yùn)輸中瓜果的新鮮程度對(duì)比，及時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)反饋到購(gòu)買(mǎi)人手機(jī)APP或電腦PC端查詢(xún)，這樣可以保證每個(gè)客戶(hù)對(duì)瓜果食品的成熟度和新鮮度實(shí)時(shí)了解，并可以預(yù)測(cè)貨物到達(dá)買(mǎi)家手上的時(shí)間。

采用智能、智慧化果蔬食品運(yùn)輸保存形式，通過(guò)實(shí)物與云端照片對(duì)比，以辨別食品好壞，還能在APP上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸果蔬食品保鮮程度對(duì)比，確保自己收到食品好壞程度，根據(jù)食品運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)測(cè)食品好壞和價(jià)值。

在采摘及保存方式上找到更適合瓜果等食品的保鮮方式，可以是真空或充氮保鮮，在每個(gè)食品上粘貼二維溯源碼來(lái)保證采摘時(shí)間及新鮮度，通過(guò)全程車(chē)內(nèi)高清攝像頭360°無(wú)死角拍照每個(gè)食品的包裝及溯源碼，可以讓用戶(hù)全過(guò)程監(jiān)測(cè)食品運(yùn)輸過(guò)程。

云端服務(wù)器儲(chǔ)存，完全不用擔(dān)心照片、視頻、數(shù)據(jù)內(nèi)存大的問(wèn)題，可以給每個(gè)客戶(hù)帶來(lái)全過(guò)程食品安全的監(jiān)管，吃到放心、新鮮的食品。

5 總結(jié)

通過(guò)各行各業(yè)技術(shù)革新，智能化技術(shù)應(yīng)用及“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，越來(lái)越多的技術(shù)可以綜合運(yùn)用到倉(cāng)儲(chǔ)儲(chǔ)藏環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)行業(yè)技術(shù)的融合，沒(méi)有了行業(yè)壁壘的鴻溝，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)行業(yè)中，使其整體技術(shù)領(lǐng)域得到提升，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”多功能智能集成化設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)儲(chǔ)藏環(huán)境的科技創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的最大價(jià)值體現(xiàn)。