磷化氢过滤吸收设备技术说明书.docx
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烟叶仓储磷化氢净化与空调系统优化设计
摘要：
烟叶仓储熏蒸杀虫后磷化氢废气的净化吸收处理与烟叶醇化空调通风系统,是烟草行业为提高烟叶仓储安全、提高烟草制品的安全性和产品品质所采取的两种先进技术，但两种系统往往分别设置，巨大的投资往往使建设者望而却步，甚至两者只取其一。
本文针对烟叶仓储磷化氢废气净化吸收处理系统与烟叶人工醇化空调通风技术进行了分析，研究结果表明，把两种系统进行优化设计，可使设备配置更趋合理并节省大量投资及运行费用。
关键词：
废气净化、磷化氢、烟叶醇化、空调通风
引言：
随着行业责任意识的提高，烟叶熏蒸杀虫结束后，将熏蒸室内的磷化氢气体安全排放，已经发展成一种较为成熟、高效的有害气体净化处理技术，在行业内设计院一般作为独立的空气净化系统设计。
近年来，随着行业技术进步，烟叶人工醇化技术被提到日常议事日程，部分同行在配置有害气体净化处理系统的同时还配置独立的空调系统，不合理的投资及设备配置设计，给企业带来较大的经济损失。
本文结合磷化氢废气净化系统与空调通风系统应用实践，对烟叶仓储磷化氢废气净化系统与烟叶人工醇化空调通风系统的常规设计进行了较为深入的研究，提出对两种系统的优化设计方案，对目前烟叶醇化库建设具有重要的指导意义。
下面以行业多层烟叶醇化库常用磷化氢废气净化系统与烟叶人工醇化空调通风系统进行分析讨论。
1、磷化氢净化系统与烟叶醇化空调通风系统应用现状
1）、磷化氢废气净化系统
磷化氢净化系统一般采用双级串联工作结构，其主要配置包括吸收塔、自动配药装置、防爆型风机、化工循环泵、磷化氢检测仪、磷化氢检测报警仪、电动阀、控制系统等。
磷化氢净化装置采用双级串联工艺设计，其工艺流程为：
在磷化氢专用防爆风机的动力作用下，仓储区内的磷化氢混合气体经各排风支管进入排风主管，再经磷化氢专用防爆风机进入磷化氢气体吸收反应塔，作为气相自下而上进入
过滤层；化工循环泵将化学吸收剂从配液装置自上而下经液体分布器泵入过滤层，气相与液相在过滤层完成化学反应，磷化氢经吸收反应后生成磷酸盐。
一级净化后的空气进入二级吸收反应塔，继续对一级净化过程中残留毒气进行二级净化，混合气体经二级净化后，经排气口排出。
进、排气口装有磷化氢着检测仪，通过控制安装在进、排气采样管上的电动阀可以随时监测磷化氢净化效果。
各仓储区的排风支管与排风主管之间安装有电动蝶阀，根据需要进行有选择的开启和关闭（工艺流程图见图1）。
2）、烟叶醇化与空调通风系统
烟叶醇化可使新烟叶色转深,减少青杂气、土杂气、刺激性和异味,吃味醇和,叶片弹性增加,燃烧性增强,吸湿能力降低。
据文献资料介绍,经过18个月的
醇化,多酚、总脂质、淀粉和蛋白质的含量分别下降20.0%,15.0%,11.5%和12.2%；总多酚、绿原酸含量、PPO、脂氧合酶、α-淀粉酶和蛋白酶的活性呈下降趋势,
醇化前后差异均达极显著水平,其目的是改善烟草制品的吸食品质和安全。
所谓烟叶人工醇化技术就是模拟烟叶自然醇化条件，利用空调通风技术人为干预烟叶仓储环境，加快烟叶组织成分的物理、化学变化，以提高烟草制品的吸食品质和安全性的一种技术手段。
据了解，当前行业内只有江浙、上海等少数烟叶仓库采用了烟叶仓储人工醇化技术,其空调通风系统是单独设立的，即烟叶醇化库既有磷化氢净化系统系统又有空调通风系统。
众所周知,烟草行业烟
叶醇化库一般为五层,层高4.7米,每个区约2000m2，建设面积约20000 m2,要配置空调通风系统势必需要投入高额的建设费用，因此空调通风技术并没有得到广泛推广应用。
这里,因空调通风技术属于行业内成熟的生产工艺环境控制技术,不再累述.
磷化氢净化系统多采用排风管道与吸收器之间固定连接，排风管道主要布置在烟叶仓库内部，补风由门窗进入。
空调通风系统具有送风、回风和新风换气功能，因此，磷化氢净化系统排风管道用作空调回风、空调新风用作磷化氢净化系统的补风成为可能，另外完善的空调风系统管道更有利于磷化氢净化系统均匀地排除仓内磷化氢气体。
2、优化设计方案
目前，常用磷化氢净化系统多数只设置排风管道，为保持风力平衡采用门窗补风，由于气流组织的不均衡，造成烟叶熏蒸杀虫后仓内磷化氢气体分布极不均匀，只能采用间歇启动净化系统的运行方式处理磷化氢废气，净化时间长，运行成本高。
对空调系统来讲，空气调节区的气流组织，是指合理地布置送风口和回风口，使得经过净化、热湿处理后的空气，由送风口送入空调区域后，在与空调区域内空气混合、置换并进行热湿交换的过程中，均匀地消除空调区内的余热和余湿，从而使空调区内形成比较均匀而稳定的温湿度场、气流速度和洁净度，以满足生产工艺要求。
在烟叶仓库把两种系统优化设计，既可有效降低建设投资，又可缩短磷化氢净化时间并满足烟叶醇化的需求，应该成为今后烟叶仓储管理的一种技术手段。
1）通风管道系统设计。
根据磷化氢净化处理需要和烟叶醇化量实际需求，按集中式双风道空调系统设计风管，同时满足磷化氢净化处理和空调通风技术条件。
2）系统设备配置。
主机设备由磷化氢净化处理设备和组合式空调器组成，并通过安装于通风管道上的软密封蝶阀的转换，实现两种系统的独立操作和运行。
仓库内进风、排风主管道分别作为空调系统的送风和回风管道与组合式空调机组连接，实现磷化氢废气净化处理与烟叶人工醇化空调系统的一体化设计。
见图2。
根据济南地区室外气象条件及行业技术中心提供的烟叶醇化人工干预条件要求，组合式空调机组至少需具有下列功能段，即送风机段、加热段、加湿段、表冷段、过滤段、混风室、回风机段和排风段组成。
鉴于烟叶醇化库所处的地理位置不同，空调机组的热源和冷源可采取不同的供给方式。
一是利用现有锅炉蒸汽或市政供汽（热水）作为热源，实现空调加热、加湿功能，利用现有制冷机组提供冷水实现空调的降温减湿，这需要建
设专用制冷、换热机房。
二是空调机组自带风冷热泵（带电辅加热），具有加热、降温减湿功能，并配备高压微雾加湿器满足环境对相对湿度需求，这种方式不
需专用机房。
经过大量实践调查，磷化氢对金属铜有较强的腐蚀性。
因此，对该方案的设计必须确保组合式空调机组的安全，即当进行磷化氢净化处理时必须确保空调机组与系统的安全隔离，送、回风管道阀门的配置必须与磷化氢净化处理系统要求一致，具有耐腐蚀、密封严密、操作灵活等特点。
3）操作方式
当烟叶熏蒸杀虫后净化处理废弃的磷化氢气体时，关闭B1、B2控制阀，实现磷化氢净化系统与空调机组的安全隔离；打开A1、A2控制阀，启动磷化氢净
化系统，仓内磷化氢废气可以在有室外空气补充的气流组织状态下均匀的被抽入吸收器A和B，缩短仓内废气净化处理时间，保证烟叶熏蒸作业安全。
烟叶熏蒸作业的时间一般为每年两次（每次3至4天），作为空调系统多数时间可以对烟叶人工醇化提供温湿度环境保障。
当烟叶进行人工醇化时，关闭A1、A2控制阀，打开B1、B2控制阀，该系统可以充分利用组合式空调的调节功能，为烟叶仓储环境提供适宜的温湿度环境，系统操作同生产工艺环境空调一致。
3、优化方案的特点
1）操作灵活，用能合理。
由于磷化氢净化处理是分楼层、分区域实施的，该优化方案同样可以分层、分区域对仓内烟叶进行人工醇化。
每层（或每个分区）可以分别控制，烟叶熏蒸杀虫后磷化氢废气可以实现均匀净化排放。
2）投资少。
改变磷化氢净化与空调系统各自独立的系统设计及按楼层、防火分区配置空调系统的模式，共用通风管道系统，不需设立专用机房；根据卷烟生产对烟叶醇化量的需求，空调系统可按1-6个分区（2000-12000m2）设计，降低建设投资。
3）运行费用低。
卷烟生产一般根据需求量确定烟叶醇化数量，仓库各层烟叶同时醇化的机会很少。
因此，空调机组根据烟叶醇化量或称卷烟生产规模投入运行，耗用电力、能源较少。
4）系统需要配备自动化监视、控制系统，以提高烟叶熏蒸杀虫后废气净化及空调温湿度环境控制的精度。
4、投资对比：
为测算方便，下面以建设一栋“工”字形五层仓库烟叶醇化库为例讨论。
1）建设规模。
层高4.7米；每层两个防火分区，每区2000平方米；共五
层，总建筑面积20000平方米。
2）优化前投资与运行费用。
按每仓库每2000m2设一套空调机组，每层设两个机房，每栋库共10套统计，不独立配置冷水机组和锅炉，冷、热源由厂区现有设施提供。
因两种方案都有磷化氢净化系统，这里不再计算其投资及运行费用。
优化前投资与运行费用见表一和表二。
每栋库空调系统投资表一
项目名称
空调通风系统
磷化氢净化系统
合计
空调
机组
动力
管道
通风
系统
控制
系统
主机设
备
排风
系统
控制
系统
数量（台/套）
10
1
1
1
1
1
1
投资（万元）
450
50
100
60
160
20
30
870
注：
空调机组送风量60000m3/h，配用功率37kw/台，空调换气次数6次/h。
每栋库空调系统运行费用表二
项目名称
空调系统
磷化氢净化系统
配用功率
kw
加热量
kw
加湿量
kg
制冷量
kw
配用总功率kw/h
能耗总量
370
2800
2880
3800
45
单项费用（万元）
128
348
11.4
0
0.86
总运行费用（万元）
613.26
注：
1、空调采用0.5MPa蒸汽加热加湿；2、电按0.8元，蒸汽按220元/t计；3、人工醇化烟叶时间11
月至次年4月；4、每年4月磷化氢净化系统运行10天。
3）优化后投资与运行费用。
考虑采用组合式空调机组后风管对烟叶仓储的影响，在设计风管系统时采用高速送风（风速大于12m/s）技术，并按满足每栋库三层同时进行烟叶醇化设计，同样按人工醇化烟叶时间11月至次年4月测算。
由于磷化氢净化与空调通风共用管道系统。
优化后投资与运行费用见表一和表二。
每栋库空调系统投资表三
项目名称
空调通风系统
磷化氢净化系统
合计
空调
机组
动力
管道
通风
系统
控制
系统
主机设备
控制系统
数量（台/套）
1
1
1
1
1
1
投资（万元）
85
50
180
30
160
30
535
注：
空调机组送风量160000m3/h，配用功率165kw/台，空调换气次数3次/h。
每栋库空调系统运行费用表四
项目名称
空调系统
磷化氢净化系统
配用功率
kw
加热量
kw
加湿量
kg
制冷量
kw
配用总功率kw/h
能耗总量
165
1680
1728
2280
45
单项费用（万元）
57
209
164
0
0.86
总运行费用（万元）
430.86
注：
1、空调采用0.5MPa蒸汽加热加湿；2、电按0.8元，蒸汽按220元/t计；3、人工醇化烟叶时间11
月至次年4月；4、每年4月磷化氢净化系统运行10天。
由此可见，两种技术优化后，建设投资可节省355万元，每年运行费用可节省约182万元。
5、结论
烟叶熏蒸杀虫后磷化氢废气净化系统与烟叶醇化空调系统优化设计，能够减少项目建设初投资，降低烟叶仓储、醇化运行费用。
这种科学、先进的烟叶仓储管理技术的推广应用，具有较大的经济意义和社会效益。
参考文献:
1、《中国烟草科学》2010年03期,《复烤片烟醇化过程中几种化合物含量及相关酶活性的变化》，中国农业科学院烟草研究所主办；
2、《烟草及烟草制品仓库设计规范YCT205-2006》；
3、《实用供热空调设计手册》（第二版）陆耀庆主编，中国建筑出版社
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