高架片烟醇化库工程设计技术难点研究

摘要：分析了高架片烟醇化库在杀虫介质安全使用、建筑气密性、防腐蚀、磷化氢尾气处理、片烟醇化环境条件控制上的技术难点，针对技术难点提出了相应的解决方案及相关措施，对高架片烟醇化库工程设计具有指导性作用。

关键词：高架片烟醇化库、技术难点、解决方案

中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：

目前高架库在多个行业已得到广泛应用，并已成功应用于卷烟工业原辅料、成品、烟丝、嘴棒周转库，高度机械自动化和信息化的现代化操作模式已得到业内广泛认可。国内关于高架片烟醇化库的研究和应用不多，存在的主要问题:没有寻找到理想的杀虫方案；气密性差；室内环境温湿度不均匀。

1 高架片烟醇化库技术难点

1.1 杀虫介质的安全使用

高架片烟醇化库具有仓容量大、信息化程度高等特点，常规使用的投放磷化铝片剂自然潮解发生磷化氢气体的方法进行熏蒸杀虫不适用。因为高架库防火单元的容积大、内部高度达24米以上，采用磷化铝片剂自然潮解法，不仅磷化氢气体的发生速度很慢，而且由于高架库内部不同高度磷化氢气体的浓度分布不均匀，容易出现底部浓度聚集带来的燃爆风险，并造成杀虫不彻底的现象，甚至诱发害虫的抗药性，因此，如何在选择合适介质的同时采取措施使磷化氢气体均匀分布整个空间避免杀虫剂燃爆是高架片烟醇化库设计的难点之一。

1.2 建筑气密性

普通的门式钢架结构的高架库气密性不够好，会出现磷化氢气体泄漏和外界空气进入现象，导致污染周边环境、仓内气体分布不均匀、局部浓度过低，甚至导致杀虫失败。因此建筑和结构专业如何在设计的过程中防止磷化氢气体泄漏和满足杀虫对建筑的气密性的要求是很重要的。影响建筑气密性的因素如：建筑结构、门窗选择、建筑伸缩缝处理、维护墙体材料，屋面及墙体内外防渗水处理和裂缝防止、建筑物超长问题。

1.3 防腐蚀

磷化氢对金属具有腐蚀性，尽量减小磷化氢对建筑材料、物流设备、共用设备的腐蚀是高架片烟醇化库设计的难点，影响腐蚀的因素如：建筑结构形式、门窗材料、设备管理。

1.4 磷化氢尾气处理

磷化氢是一种剧毒气体，直接排放将严重污染环境，危害人体健康。因此采取措施净化处理杀虫后的磷化氢气体，保证磷化氢气体接近零排放也是一个技术设计难点。

1.5片烟醇化环境条件控制

片烟醇化高架库在沿高度方向存在温湿度差异，实践证明我们能够通过在不高于24米的高架库内设计全空调系统，温湿度差控制能达到要求。但是如何充分利用空调技术控制库内环境温湿度，尽量缩小温湿度波动范围达到片烟醇化的适宜条件，也是摆在设计人员面前的难题。沿高度方向存在的温湿度差异是不可避免的，但是温湿度差异是可以得到合理利用的。

2高架片烟醇化库技术难点解决方案

2.1杀虫介质的安全使用

2.1.1 杀虫介质的选择

高架片烟醇化库采用磷化氢熏蒸杀虫工艺方法，由于它具有高效、低成本和低残毒的优点，是目前国内外烟草企业普遍采用的熏蒸剂。

磷化氢属于爆炸危险度H较低的可燃气体，在可燃气体中加入惰性气体后，使爆炸范围变窄，当加入的惰性气体超过一定量时，任何比例的预混可燃气体都不能发生爆炸或燃烧。其效能排序为：CC14>CO2>H2O>N2>He>Ar，因此CO2是很好的保护剂。

2.1.2杀虫介质使用安全措施

采用环流熏蒸技术[1]保证磷化氢气体的发生速度和库内部不同高度磷化氢气体的浓度分布均匀性，采用磷化氢发生器，产生的磷化氢气体与二氧化碳气体按2:98的比例混合后，通过环流风机送入熏蒸室内，借助环流风机所产生的动力，熏蒸气体在气密的状态下形成循环，从而使磷化氢气体快速均匀分布整个空间，用纯CO2保护，没有氧气存在，不会爆炸。

2.1.3防火和防爆措施

磷化氢易燃、易爆炸，在设计中必须考虑防火和防爆。烟叶熏蒸的磷化氢气体是由仓外磷化氢气体发生器发生后输送到熏蒸室的，熏蒸室内磷化氢气体平均浓度约为400ppm，远低于爆炸极限浓度1.79%的25%（4475ppm），没有强大放电电能和外来火灾是不可能燃爆的。内循环均匀可以保证浓度不会超过爆炸极限，更不可能达到上限。因此在正常情况下不会引起爆炸或引起火灾。但由于磷化氢气体是易燃、易爆气体，在作业场所及周边一定距离内严禁火源或火花存在，以及100℃以上的高温作业。

磷化氢净化处理：

在室温条件下采用专用催化剂化学脱除磷化氢气体，磷化氢气体在活性炭表面和氧气发生催化反应生成无毒的磷酸，在室温条件下磷化氢气体通过吸附床层，正常操作时吸附剂床层的温度远在100℃以下，不会发生气体和吸附剂床层燃烧。磷化氢净化处理过程是安全的，不存在火灾或爆炸风险。

其它措施：

杀虫前必须断电，库内不使用交直流电源，无火源和其它易燃易爆化学品，有科学的消防设备；有严格的管理制度，人员进出制度，不准携带火种，不准穿带钉的鞋进入，未经培训人员和无关人员不得进库；杀虫时库中无人，堆垛机移出密闭杀虫单元，这有利于杜绝火灾的发生；磷化氢环流熏蒸的安全要求主要是防燃爆。在环流熏蒸操作中为了防止磷化氢的燃爆，风机叶片的线速不得大于40m/s，风机及环流管道中的压力及其变化不能大于1000Pa；保持库内优良的通风环境，气体回流搅拌有效，不产生磷化氢局部积累；回流气体路径上不得与电机等可能产生的火花接触；有完善的浓度、温度、湿度检测设备；随时掌握库内浓度变化情况，保持库房温度不超过30℃，湿度50～70%，不应过于干燥，无静电产生，有可靠防静电措施；周边有避雷针，并经常检查其接地电阻，保持正常；库内铁架稳固，不会倾倒相碰产生火花；设备、管道及附件由非燃烧材料制成；温材料采用非燃烧材料或难燃烧B1级材料；堆垛机巷道上方照明点采用防燃、防爆灯具。建筑采用钢筋混凝土框架结构也有利于防火防爆。

2.2 建筑气密性

环流熏蒸技术适用于气密性良好的仓库，为了保证建筑的气密性，建筑采用钢筋混凝土框架结构，气密性高于普通的门式钢架结构的高架库，每个防火分区为一个单独的杀虫单元，防火分区间设防火门和密闭门。货架区对外门窗均要求密闭，门洞根据堆垛车通行要求设计为变截面，方便此处密闭防火门的设计。库房维护墙体采用烧结实心砖，屋面及墙体内外防渗水泥砂浆抹面，采用外保温防止裂缝，采用后浇带技术解决建筑物超长问题，选用密闭门窗，满足建筑物气密性要求。

2.3 防腐蚀

2.3.1 建筑防腐蚀

建筑采用钢筋混凝土框架结构，防腐蚀性远高于普通的门式钢架结构的高架库；门窗均采用全防腐型聚氯乙烯塑钢窗，施工安装前必须采用预留洞口后塞门窗的安装工艺，预留洞口应根据门窗大小在墙体内预埋木砖或预埋铁件（埋件均应做防腐处理），塑钢下滑道要设置泄水孔，以便排水。另外，门窗、地面、顶棚、屋面、内墙面、变形缝及伸缩缝密闭的处理措施也是建筑防腐蚀必要措施。

2.3.2 设备防腐蚀

磷化氢环流熏蒸系统设备应能防磷化氢对金属（特别是铜及其合金）的腐蚀，如应选用防磷化氢腐蚀的离心风机、耐磷化氢腐蚀的减压释放装置（减压表）等，滑触线采用铝滑触线，杀虫前将堆垛机等易腐蚀的设备搬运到不杀虫的库区，除杀虫时可转运的设备外，其余库内设施（消防设施、照明设备、电气元件、管道等）都具有防腐蚀功能；堆垛机应在杀虫前根据烟包出库计划调运出杀虫区域；在库区内电缆接头处采取防腐蚀措施，选用有防电燃标志及防腐蚀功能的灯具。

2.4 磷化氢尾气处理

在烟叶熏蒸杀虫结束后，需要将熏蒸室内高浓度的磷化氢气体完全排出熏蒸室，采用磷化氢排风净化分系统,使磷化氢气体在催化剂的作用下和氧气发生化学反应生成无毒的磷酸，从而达到吸除磷化氢气体的目的，彻底解决熏蒸气体排放对环境的污染问题。

2.5 片烟醇化环境条件控制

根据《片烟贮存养护 通用技术要求》(YC/T 300-2009)要求，片烟适宜醇化条件[2]为：温度20～30℃，湿度为55～65%。 高架片烟醇化库全空调设计可使沿高度温度差控制在±3℃，相对湿度控制在60%～65%，把南北不同产地的烟叶及不同等级、不同部位的烟叶根据所需要的醇化环境和醇化时间，分别放置在不同的高度，同批次的片烟放在相近货架层面，以实现最佳的醇化效果。

3 结束语

通过上述对高架片烟醇化库技术难点分析，并提出相应的解决方案，本研究对高架片烟醇化库工程设计具有指导性作用。将高架库相关技术引入片烟醇化库，既要满足片烟醇化条件，又要满足片烟杀虫要求，技术难点问题还有待于进一步探讨研究，并在实践中不断完善高架片烟醇化库技术。

参考文献

[1] 国家烟草专卖局．YC 301-2009《储烟虫害治理 磷化氢与二氧化碳混合熏蒸安全规程》[S]．北京：中国标准出版社，2009

[2]湖南中烟工业责任有限公司，等．YC/T 300-2009《片烟贮存养护 通用技术要求》 [S]．北京：中国标准出版社，2009

作者简介：黄顺利，男，工程师，1974年4月生，硕士研究生，主要从事轻工、食品、烟草、物流相关工程的工艺设计和研究工作。