烟叶仓库磷化氢熏蒸尾气净化技术规范(doc)

1烟叶仓库磷化氢熏蒸尾气净化技术规范技术报告1项目研究的背景和目的目前国内外烟草企业对贮烟害虫的治理主要是采取磷化氢气体熏蒸的方式，取得了良好的效果，但在熏蒸完毕后，熏蒸区域内仍残留有大量的磷化氢气体，不但会对工作场所人员和周边居民的身体健康与生命安全造成影响，还会对环境造成污染。近年来，国内部分贮烟仓库周边居民对库内磷化氢熏蒸后气体直接排放的方式时有投诉，对社会安定和谐造成了一定的影响，为了解决这一问题，湖南中烟工业有限责任公司技术中心联合长沙卷烟厂和湖南华望熏蒸消毒有限公司，经过2年的艰难攻关，研制出了一套专门用于处理磷化氢尾气的设备，并制定出了配套的工艺流程和操作规程等，该技术已通过工业验证和专家评审，申请了相关专利，并已在长沙卷烟厂、郴州卷烟厂等地应用到工业生产活动中，取得了较好的效果，减少了有毒气体的排放，缓和了社会矛盾。为了更好、更快的将此技术运用于卷烟企业的生产活动中，为卷烟企业解决实际苦难，把危害降到最低程度，建立环境友好型的企业，同时为了规范和指导技术运用过程中的行为，国家烟草专卖局于2010年3月下达了编制烟草行业《烟叶仓库磷化氢熏蒸后残存磷化氢气体净化技术规范》的任务，在此契机下湖南中烟工业有限责任公司、湖南华望熏蒸消毒有限公司、广东中烟工业有限责任公司联合相关单位成立了项目组，在收集、总结国内外磷化氢气体净化的先进技术和经验的基础上进行标准编写。为了提高该标准的代表性和科学性，又增加了龙岩烟草工业有限责任公司和武汉东昌仓贮技术有限公司为项目参与单位。针对磷化氢气体净化项目中相关技术指标的研究将为标准的编写和实施提供数据支撑和指导。2项目研究的基本思路项目的研究遵循下列原则：2保证磷化氢气体净化作业过程的科学性；保证磷化氢气体净化作业过程的合理性；保证磷化氢气体净化作业的可操作性；3项目研究的技术路线4项目研究的主要内容4.1磷化氢尾气净化管道的设计、安装与连接的研究项目申报征求意见项目调研标准编制技术成果转化尾气净化技术操作流程优化意见处理及标准修改标准送审二次征求意见标准报批34.1.1管道设置的基本思路对库内PH3尾气进行净化，首先是通过风机和管道把库内的PH3吸出并送入PH3吸收塔。并最后使其浓度下降到允许的浓度（＜0.21ppm）。理想的方式是使库房外清洁的空气由库房的一端均匀地送入，把库内含PH3的混合气体由库房的另一端均匀地排挤出去（抽出或吸出），即所谓活塞式。在实际的库内不可能完美地实现活塞式的排气方式，但在库内铺设管道与在管道侧壁上设置吸气口或送气口时应以此为基本指导思想，并调节管道安装的位置、管道上气孔的间距等，尽量减少库内气体流动过程中的阻力，尽量减少死角和气流短路现象。4.1.2管道布置及安装4.1.2.1库房情况管道系统的安装首先需要考虑整个库房的基本条件，需对管道安装库房进行实地勘测、调查，主要包括库房结构、面积、体积、库型；库内各仪器、设备等设施的摆放位置；库内货物堆放区和作业操作区位置、区域大小等；其次需要考虑库内日常作业情况，所安装管道不能影响仓库内的正常作业。4.1.2.2管道材质选择磷化氢所具有的化学特性表示，对金属材料特别是铜具有较强的腐蚀性，所以管道材料的选择应具有较强的耐腐蚀性；尾气处理过程中，气体从库内通过管道被输送至尾气处理设备中进行净化，在运输过程中能量的消耗必然影响处理的效率，所以应选用阻力较小的材料，综合以上的要求，我们选用耐腐蚀且光滑的聚氯乙烯管为其管道主要材料，这样能最大程度的提高尾气处理的效率和安全性。4.1.2.3管道设置位置选择在进行尾气处理过程中，在保证吸收效率的前提下，库内气体的走向应尽量的简单，距离应尽量的短，为使尾气处理过程中提高工作效率，根据库房结构和布局的不同，在仓库正门墙体的一侧或两侧安装吸气管道，在后门墙体的一侧安装送气管道，在风机的作用下，使库内形成一定的负压，将PH3由送气口向吸气口推挤；同时为了确保气体能按照预期的要求均匀的进行运动，需对管道的大小、管道送气口和吸气口的位置和大小进行设定。管道安装位置及空气流动方向如下图所示：4因磷化氢气体质量略重于空气，从理论上分析，管道应安装于库房底部，但因库内对温度、湿度需进行有效的控制，所以库内部需安装大量的空气调节管道、排水管道以及其他设备设施，为了不影响已安装设备的正常运行和库内的日常作业，管道需安装与库房顶部，并结合门窗位置、高度，确定尾气处理管道的只能安装在库房的顶部。为了了解同一垂直面内不同高度的PH3的浓度分布情况，项目组选择了长沙卷烟厂大托仓库十栋1号仓库进行了布管，密闭后通入PH3与CO2的混合气体，对库内同一垂直面的三个不同高度（最高点离库顶0.5m，居中点离地1.9m，最低点置于地板上方0.1m）进行了浓度检测，结果见下表。贮烟库内同一垂直面上不同高度的PH3的浓度的测定库房号大托四库单位投药量3g/m3检测时间上中下5.1822:30750ppm780ppm1000ppm5.190:30810ppm810ppm1000ppm2:30850ppm850ppm1000ppm6:00900ppm900ppm1000ppm10:00840ppm860ppm800ppm14:00680ppm750ppm700ppm18:00650ppm650ppm630ppm522:00630ppm620ppm600ppm5.202:00600ppm560ppm570ppm6:00580ppm550ppm540ppm10:00500ppm440ppm480ppm14:00460ppm420ppm420ppm18:00410ppm410ppm420ppm22:00400ppm400ppm410ppm5.212:00370ppm400ppm380ppm6:00350ppm380ppm350ppm10:00350ppm360ppm340ppm14:00340ppm360ppm340ppm18:00330ppm300ppm320ppm22:00330ppm300ppm310ppm5.222:00310ppm290ppm300ppm6:00300ppm290ppm290ppm10:00300ppm280ppm290ppm14:00280ppm260ppm260ppm18:00260ppm250ppm260ppm由上表可以看出：在通入PH3初期，因为气体分布不均匀，仍处于扩散状态，同一垂直面内不同高度的PH3浓度差异较大，三个位置的PH3浓度极差最高达250ppm；随着时间的推移，PH3浓度极差逐渐缩小，当混合气体通入一段时间后，气体扩散均匀（指空间和烟包中心气体浓度达到均匀），同一垂直面内不同高度的PH3浓度差异几乎可以忽略，最高点和最低点的PH3浓度差距仅为2％~5％，这与前人的研究结论基本一致。由此可见，虽然PH3与空气相比稍重，但库内的气体仍存在不规则流动，且PH3扩散能力较强，PH3与CO2的混合气体进入库房一段时间后，库房中同一垂直面内不同高度的PH3浓度差异较小，特别是在实际应用中，尾气处理基本上是在PH3与CO2的混合气体进入库房7天后进行，因此尾气处理管道安装于库房上方并不会对处理效率产生较大的影响。4.1.2.4吸气口与送气口的设置在尾气回收库房管道系统中，吸气管道、送气管道都必须与库房外部相通，在尾气回收操作中，吸气管道需通过吸气口与磷化氢净化设备的配套风机进风口相连，6而完成从仓库向净化设备抽送气体的过程；送气管道通过送气口与外部大气相通，以达到在尾气处理过程中向库内自然补风的作用。而在不进行尾气回收处理时，库房又必须为一个密闭的空间，结合库房结构情况，将吸气口、送气口穿插过墙体，使用法兰片、密封垫、盖板等对吸气口、送气口进行密封。4.1.2.5管道布置对密闭环境下尾气处理过程中磷化氢浓度分布的影响为了了解在密闭环境下尾气处理过程中气流的流动情况及磷化氢浓度分布情况，检验磷化氢尾气处理系统中管道安装的合理性，我们在长沙卷烟厂大托十栋1号仓库进行了相关试验，采用与生产实际完全相同的材料和方法对试验库房进行密封处理，向库内通入低浓度的PH3与CO2的混合气体，待库内浓度达到均匀后，分别在磷化氢净化设备启动前、设备运行过程中、磷化氢净化器停机后对库内9个检测点（见下图）的磷化氢浓度进行检测：7磷化氢净化设备处理过程库内磷化氢浓度变化检测点名称净化设备启动前检测点浓度净化设备启动时检测点浓度净化设备停机后检测点浓度检测点13.22.62.4检测点23.22.62.4检测点33.32.52.4检测点43.23.02.9检测点53.22.92.9检测点63.32.73.0检测点73.33.53.4检测点83.33.83.4检测点93.33.63.3由上表的试验数据可以看出，在进行尾气处理的过程中，因为风速与风量较小，而仓库面积较大，通过合理的设计管道和风口的位置及大小后，使得库内的气流缓慢、均匀且有规律的由送气管道流向吸气管道，更有利于库内PH3的扩散和流动，从而使得尾气处理设备在运行过程中，库内磷化氢气体的浓度由送气口到吸气口均匀的、依次递增的分布，有效的控制了库内气流的走向，初步达到了管道布置前的预期目标；通过分析开机时和停机后的浓度检测数据可知，吸气口PH3的浓度高于送气口，说明这样的管道布置方式更有利于对PH3尾气的输送，在处理过程中，能有效的杜绝涡流、短路等情况的发生，防止气体死角的形成。因此按照本方法进行的管道布置有利于对PH3尾气的输送，能大大提高PH3尾气净化设备的吸收效率，本方法管道布置具有一定的科学性和合理性。4.2磷化氢尾气净化设备泄漏性的研究4.2.1研究的目的磷化氢为易燃、易爆、剧毒的气体，而用于进行磷化氢尾气净化的设备的安全性是整个磷化氢尾气净化系统的基础，是确保磷化氢尾气净化工作安全的关键，对8磷化氢尾气净化设备的泄漏性进行研究能有效的预防泄漏事故的发生，确保作业过程的安全。4.2.2检测的方法泄漏性试验按照GB50235中7.5.5所规定的方法进行检测。4.2.3检测点的设置检测点设置在管道与墙壁、管道与设备的连接点及管道与设备本身处。4.2.4检测的频次磷化氢尾气净化设备使用前，进行一次泄漏性检测。设备在使用过程中按不同的时间段重复进行泄漏性检测。4.2.5判定及处理在进行泄漏性检测时，若不存在泄漏点，则正常进行净化；否则应立即关闭磷化氢尾气净化设备，并进行故障排查和处理。4.2.6泄漏性实验4.2.6.1实验设置设备与库内管道连接前进行一次泄露性检测，完毕后选取正常进行磷化氢熏蒸的仓库，将设备与库内管道进行连接，在设备开启后，分别以5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、60分钟、90分钟为间隔对设备及其连接管道进行泄漏性检测；每项检测设置三个重复，并将检测结果进行记录。4.2.6.2实验结果检测频率开机前5分钟10分钟20分钟30分钟60分钟90分钟测试1达标\达标达标达标出现泄漏达标测试2达标\达标达标达标达标出现泄漏测试3达标\达标达标达标达标达标结果及处理正常运行\正常运行正常运行正常运行处理后正常运行处理后正常运行备注开机后所有的检测在风量达到设定值后进行通过整理和分析实验数据我们得出以上结果(实验数据见附件A,)，由上表可以看出：9a.开机前的泄漏性检测是非常必要的，可以有效地预防泄漏事故的发生；b.由于泄漏性检测的检测点较多，5分钟内很难完成所有检测项目，所以无法采集相关数据；c.当检测频率为10分钟/次、20分钟/次、30分钟/次时，检测结果都显示为正常，未出现泄漏事故；d.当检测频率为60分钟/次、90分钟/次时，出现泄漏现象，通过处理后，设备重新进行正常运转。4.2.7结论通过以上实验结果我们可以看出开机前的泄漏性检测是非常必要的，可以有效地预防泄漏事故的发生；同时在进行磷化氢尾气净化过程中开展的重复性的泄漏性检测的时间间隔不宜过小，否则无法达到检测要求和目的；另外，因进行磷化氢尾气净化的仓库（帐幕）的大小不同，且仓库（帐幕）内磷化氢浓度不同，其进行尾气净化的时间必然存在较大差异，所以以30分钟/次的频率进行泄漏