一种用于粮食存储的高级氧化气体发生装置的制作方法

本发明涉及粮食存储应用技术领域，尤其涉及一种用于粮食存储的高级氧化气体发生装置。

背景技术：

我国兴建的国家储备粮库，广泛推广应用了粮情测控、环流熏蒸、机械通风和谷物冷却技术“四项储粮新技术” ，并配备了环流熏蒸系统、粮情测控系统、谷物冷却机、粮食烘干系统，以及 “四散”作业设施等一批先进粮食储藏新技术的设备，但目前是靠磷化铝和磷化氢运用熏蒸技术来达到除虫和灭菌的效果，为粮食储备保鲜、杀虫、保质的主流。一直以来由于密封的不足导致、导致不能有效进行杀虫、人中毒、死亡、害虫出现保护昏迷，所以盲目增大用药量、缺乏浓度检测处理后的粮食残留药物，对后续使用带来影响，导致熏蒸失败等严重后果。

高级氧化工艺是近些年来国际前沿课题，研究发现，高级氧化工艺不仅在污水处理，烟气脱硫脱硝方面等具有良好的处理效果，有关学者发现在粮食储备中高级氧化工艺也可以得到良好的应用，高级氧化气体，在粮食储备中，对于杀虫、除霉、降解农药残留、粮食保质、保鲜、降低粮食水分含量也具有明显的作用。

国家不断加大粮食安全方面的投入，国家粮食局在十五期间向粮食行业重点推广的实用技术中，明确提出绿色储粮技术和高级氧化气体储粮防护技术。高级氧化气体是一种很强的杀菌剂，但化学稳定性差，易分解成氧气，无二次污染，是绿色储粮的理想气体。

技术实现要素：

本发明实施例期望提供一种用于粮食存储的高级氧化气体发生装置，能够解决现有技术中的粮食存储处理方法中存在的问题，同时，可安全、高效、准确的对储备粮食进行处理。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种用于粮食存储的高级氧化气体发生装置，包括：

通过管路依次连接的空压机、冷干机、缓冲罐、吸附塔、储气罐、毛发过滤器和气体发生器；

所述空压机吸入空气并压缩后送入冷干机；冷干机去除空气中水分后将空气经过缓冲罐送入吸附塔；吸附塔对空气吸附解析后送入储气罐；储气罐中空气经毛发过滤器进入气体发生器，通过介质阻挡放电法产生高级氧化气体。

还包括：

电源设备，用以为所述装置提供电源。

还包括：

高级氧化气体投加设备，设置于粮仓顶部，包括分布于粮仓顶部的通气管和通气管上设置的气孔，用于将高级氧化气体投加入粮仓。

所述高级氧化气体投加设备，还包括设置于通气管上的鼓风机，用于使高级氧化气体加速向下流动。

还包括：

PLC控制设备，用于监测和控制粮仓内的各项参数，根据所述各项参数控制产生和投加高级氧化气体的各项参数。

还包括：

粮仓监测设备，用于监控粮仓的状态；所述粮仓监控设备包括但不限于CO2浓度仪、压力变送器、高级氧化气体浓度仪、湿度变送器、温度变送器。

所述粮仓监测设备，还包括：

湿度监控表、压力监控表、温度监控表、菌类变送器、虫类变送器。

还包括：

冷却设备，用于对气体发生器产生的高级氧化气体进行冷却。

所述气体发生器，包括：

通过介质阻挡放电法，在两平行高压电极之间隔以一层绝缘介电体，并保持一定的放电间隙，通入高压电流，产生交变高压电场；气源气体通过放电间隙，氧分子受高能电子激发获得能量，相互碰撞形成高级氧化气体分子，进而产生高级氧化气体。

本发明实施例所提供的用于粮食存储的高级氧化气体发生装置，可安全、高效、准确得对储备粮食进行处理，一体化投加，具有全程监控，操作简单，节省人力，使处理投加工艺更加方便快捷，系统化设计便于管理减少成本,是未来市场的发展趋势。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于粮食存储的高级氧化气体发生装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的粮仓底部示意图；

图3 为本发明实施例提供的PLC控制设备工作原理图；

图4为本发明实施例提供的具体的高级氧化气体在粮仓中应用的实例图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例和技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的用于粮食存储的高级氧化气体发生装置结构示意图，其中，包括通过管路依次连接的空压机5、冷干机4、缓冲罐10、吸附塔9、储气罐8、毛发过滤器7和气体发生器6；

所述空压机5吸入空气并压缩后送入冷干机4；冷干机4去除空气中水分后将空气经过缓冲罐10送入吸附塔9；吸附塔9对空气吸附解析后送入储气罐8；储气罐8中空气经毛发过滤器7进入气体发生器6，通过介质阻挡放电法产生高级氧化气体。

这里的空气即为气源气体，对气源气体（空气）的处理是为了提高空气的纯度，从而产生纯度较高的高级氧化气体。

气源气体（空气）进入气体发生器6后，通过介质阻挡放电法，在两平行高压电极之间隔以一层绝缘介电体，并保持一定的放电间隙，当通入高压电流时，就会产生交变高压电场，气源气体通过放电间隙，氧分子受高能电子激发而获得能量，并相互碰撞形成高级氧化气体，进而产生高级氧化气体。

高级氧化气体放电室是利用介质放电法，使氧气在高压高频的气隙里面反应生成高级氧化气体，并用水来实现高级氧化气体发生器的冷却，防止生成的高级氧化气体因温度太高而分解，另外模块化的设计可以根据要求来组装，不同高级氧化气体产量可通过模块化集成方式实现。

图1中，还示出了弱电元器件1和电气元器件3，用以实现是整个装置的监控。

进一步的，该装置还包括提供电源的电源设备2。电源设备2的目的是为了整体装置提供电源，尤其是空压机5、冷干机4、气体发生器6等构件。

进一步来说，高级氧化气体产生后，需要投加到粮仓中，因而，本装置还包括高级氧化气体投加设备，设置于粮仓顶部，包括分布于粮仓顶部的通气管和通气管上设置的气孔，用于将高级氧化气体投加入粮仓。

所述高级氧化气体投加设备，还包括设置于通气管上的鼓风机，用于使高级氧化气体加速向下流动。

高级氧化气体产生之后，高级氧化气体经过外部的管路系统一直到粮仓内部，整个管路采用的是ss304不锈钢管路，可以防止氧化腐蚀。

高级氧化气体经过出气管路进入粮仓内投加，投加方式采用高级氧化气体投加设备，将气体投加到粮仓内，此方式能使高级氧化气体均匀分布于粮仓内部，由于高级氧化气体的密度较空气密度大，所以高级氧化气体会缓慢下降与粮仓内粮食接触，粮仓底部装有风机，使高级氧化气体加速向下流动，充分均匀地与粮仓内的粮食接触，更好的达到保质、保鲜、除霉杀虫、以及降解农药的效果。

如图2所示，其中的高级氧化气体投加设备设置于粮仓顶部，由于高级氧化气体密度较大，会向下流动。为了增大高级氧化气体向下流动的速度和均匀性，设置分布于粮仓底部的通气管21和通气管21上设置的气孔22。显然，通气管31根据需要可设置多条，并互相连通，均匀或者根据需要设置于粮仓底部。通气管21上均匀设置多个气孔22。通气管21和气孔22的目的均为将高级氧化气体导入粮仓底部，然后通过鼓风机再次送到粮仓顶部，循环利用。

高级氧化气体经过送气管路进入高级氧化气体投加设备，投加方式采用高级氧化气体投加设备，将气体投加到粮仓内，此方式能使高级氧化气体均匀分布于粮仓内，由于高级氧化气体的密度较空气密度大，所以高级氧化气体会缓慢下降与粮仓内粮食接触，粮仓底部装有鼓风机，使高级氧化气体加速向下流动，充分均匀地与粮仓内的粮食接触，更好的达到保质、保鲜、除霉杀虫、以及降解农药的效果。

进一步的，本装置还包括PLC控制设备，用于监测和控制粮仓内的各项参数，根据所述各项参数控制产生和投加高级氧化气体的各项参数。PLC控制设备，用于接收控制系统信号，完成整个高级氧化工艺系统的自动化。

在整个管路上安装调节阀、球阀、臭氧浓度仪等，监测高级氧化气体浓度、流量、压力、温度等信号，保证生产出的高级氧化气体的各项参数达到使用要求，并通过仪表的监测将粮仓内的实时情况反馈到PLC控制设备。

如图3所示，是本实施例提供的PLC控制设备工作原理图，其中，PLC控制设备分别监控各个点的温度、湿度、细菌量、压力、CO2浓度、臭氧浓度等一系列参数。这里的臭氧即为高级氧化气体，是本实施例中高级氧化气体的一种实施方式。分别判断温度、湿度、压力、CO2浓度、臭氧浓度、细菌量是否超标，并在超标时对应启动响应的高温保护、湿度保护、压力保护、CO2浓度过高保护、臭氧浓度过高保护、细菌过高保护。如均不超标，则将气体送入高级氧化气体发生装置，也就是气源设备，产生高级氧化企图进行粮仓投加。

PLC控制设备，用于接收控制设备信号，并将采集的信号传输给气源设备、高级氧化气体发生器设备等，完成整个高级氧化工艺设备的自动化。

PLC控制设备，将控制信号传输给气源设备，在气源气体管路上安装有压力表、调节阀、安全阀、电动阀、氧气泄漏仪等，用于监测气源管路中气源气体的各项参数，保证气源气体在进入放电室之前是达到一定标准，气源气体通过上述的仪表阀门后进入放电室。

达到一定标准的气源气体进入放电室后，通过介质阻挡放电法，在两平行高压电极之间隔以一层绝缘介电体，并保持一定的放电间隙，当通入高压电流时，就会产生交变高压电场，气源气体通过放电间隙，氧分子受高能电子激发而获得能量，并相互碰撞形成高级氧化气体分子，进而产生高级氧化气体。

高级氧化气体产生之后，高级氧化气体经过高级氧化气体出气管路设备一直到仓内的部分，整个管路采用的是ss304不锈钢管路，可以防止氧化腐蚀，在整个管路上安装有调节阀、球阀、高级氧化气体浓度仪等，监测高级氧化气体浓度、流量、压力、温度等信号，保证生产出的高级氧化气体的各项参数达到使用要求，并通过各仪表的监测将粮仓内的实时情况反馈到PLC控制设备1。

进一步的，为了确保粮仓内部的数据监测，还需要粮仓监测设备，用于监控粮仓的状态；所述粮仓监控设备包括但不限于CO2浓度仪、压力变送器、高级氧化气体浓度仪、湿度变送器、温度变送器。进一步还包括：湿度监控表、压力监控表、温度监控表、菌类变送器、虫类变送器。

进一步的，本装置还包括冷却设备，用于对气体发生器6产生的高级氧化气体进行冷却。

如图4所示，为本实施例提供的一个具体的高级氧化气体在粮仓中应用的实例，其中，

气体发生器6产生高级氧化气体并通过高级氧化气体投加设备送入粮仓内部，通过设置与粮仓顶部的通气管和气孔送入粮仓。由于高级氧化气体密度较大，会自动向下流动，通过设置于粮仓底部的通气管和气孔经过鼓风机33再次送入粮仓顶部，循环利用。

粮仓监测包括图中所示CO2浓度仪41、压力变送器42、高级氧化气体浓度仪43、湿度变送器44、温度变送器45、湿度监控表46、压力监控表47、温度监控表48、菌类变送器49、虫类变送器410。这些监控仪器仪表，通过监测粮仓内部的各项参数，对粮仓内具体情况进行实时监测，然后由各个仪表收集信号，将收集的信号传输给PLC控制设备进行控制，实现系统保护、信号反馈。图4中示出了冷却水进口和冷却水出口。

本实施例具有突出的优势，全系统的高度结合实现自动化，通过合理的安装排序，使全系统安全高效稳定的运行。高级氧化气体在此行业中首次应用，技术要点在于处理效果、无残留、无二次污染、不会对粮食造成后续使用影响、且降低处理成本，为粮食储备开辟了新途径。可实现投加过程、循环过程、无间隙变换，同可实现一机多用。本系统控制和检测过程集成化程度高、使得控制、变频电源、高级氧化气体发生器、冷却水管路、各种检测仪表与一柜之内。

本实施例中的管路材料材质为304不锈钢材质，且表面喷塑处理，颜色为RAL7035。在电源方面变频器提供2500—3000V电压与8000—10000Hz的频率给容性负载放电室通过介质阻挡放电法产生高级氧化气体。

本实施例中，具有如下优点：

1、安全性：无容器模块集成结构，工作压力范围广，可大于0.2MP安全工作，无爆裂等安全隐患。

2、稳定性、可靠性：高级氧化气体的浓度、产量长时间工作不下降，电耗长时间工作不增加。每一单元模块相互独立，互不影响，某一模块维护、更换时，不影响其他模块工作。

3、运行成本：高级氧化气体发生装置采用高频电源，通过提高频率减小了变压器的体积。从而减小了变压器本身的损耗，更好地实现了节能降耗。

4、产生高级氧化气体产量不衰减：高级氧化气体发生装置的地电极表面采用了特殊的陶瓷釉化处理工艺，与传统结构材料相比，在长期连续运行过程中，陶瓷釉化处理的地电极表面不会形成金属氧化物，更不会出现随运行时间加长金属氧化物增厚的现象，从而导致高级氧化气体发生器整体效率逐步下降的问题。

5、不同高级氧化气体产量可通过模块化集成方式实现：根据粮食储备量的不同对不同高级氧化气体产量的需求，可通过不同数量的放电单元模块化集成的方式来实现，而不会受压力容器的条件限制。

6．体积小（占地空间仅为传统设备的70%）、操作简便、易维护。

进一步的，高级氧化气体投加设备的特点：

1、设备管路设计合理节省空间、灵活易动方便拆卸，在不同空间中可灵活运用。

2、在操作上，系统中多个监测点，可让用户更加直观清楚的了解仓内各项指标的实时情况，便于操控和检测。无需专人看管，节约人力成本。

3、系统安全性高，设有多个自动报警装置，遇到故障时系统可自主停机保护，系统内高级氧化气体输送管道，采用防氧化材料，大大降低管带被氧化而出现漏电的可能。

4、本高级氧化气体发生装置具有投加量稳定，且全仓无死角处理，循环利用节约成本，高效利用资源。

5、系统采用高级氧化气体，处理效果优于其他处理方式，无二次污染，且独有去除农药残留的优点，不影响粮食本质。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。