CN110963463B - 一种充气封装系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包装技术领域，具体涉及一种充气封装系统及其应用。包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；第一进气单元与除水装置相连接，第一进气单元用于与封装袋连接以将除水装置排出的气体充入封装袋内；热压装置对封装袋进行热压密封。本发明所提供的充气封装系统以氢气作为植物种子的保护性气体，保证植物种子长期存放后的发芽率和成苗后的生长状态。

Description

一种充气封装系统及其应用
技术领域
本发明涉及包装技术领域，具体涉及一种充气封装系统及其应用。
背景技术
目前国内植物种子储存及保鲜基本靠以下三种途径来完成：
1.采用二氧化碳或者氮气充盈，降低氧含量的方式，来抑制植物种子的呼吸作用；
2.控制植物种子和储存环境的水含量，一般谷类作物种子为12～14％，油质种子为7～9％，此范围条件下，种子内部原生质为凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸微弱，种子可以安全储存。当含水量超出安全范围值时，种子内部的的原生质由凝胶转变为溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大加强，呼吸作用增强；
3.降低储存环境温度，一般不超过15℃，抑制种子内部呼吸酶的活性，达到安全储藏的目的。
即便植物种子在以上安全条件下储藏，随着时间的延长，其种子发芽率会呈现逐渐降低的趋势。而氢气在农业上具有提升种子发芽率，促进种子发芽，幼苗发育，不定根生长等作用，同时具备提高植物种子抗胁迫能力的作用，如干旱、高盐、重金属离子、农药伤害、紫外辐射和病虫危害等。由此可见，在氢气氛围下储存植物种子将成为一种解决目前植物种子存储所遇问题的一种方法。针对该问题特提出本发明，本发明采用新型甲醇重整制氢的方法生成75％的H2以及25％的CO2，因为CO2也同时能抑制植物的呼吸作用，因此这两种气体将协同为植物种子保鲜、提升种子发芽率和抗胁迫性方面起到很好的作用。
而现有技术中，不论是真空封装方式，还是充装CO2或者N2，都不能对对植物种子的发芽和后期生长有更好的提升和促进作用。真空封装虽然实现成本较低，虽然可以实现短期内种子保鲜，但长期储存，因为内部真空环境导致内外压差较大，空气和水汽很容易渗入包装袋内，不利于种子的长期保存。充装CO2或者N2，其采购成本和运输成本较高。
发明内容
基于现有技术的缺陷，本发明提供了一种充气封装系统及其应用。具体技术方案如下：
一种充气封装系统，包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；
重整制氢反应装置，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；
气体冷却装置，与所述重整制氢反应装置相连接，所述气体冷却装置用于接收所述重整制氢反应装置排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；
除水装置，与所述气体冷却装置相连接，所述除水装置用于收集或去除所述气体冷却装置所产生的水；
气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置排出的气体充入所述封装袋内；
热压装置，用于对所述封装袋进行热压密封。
本发明所述的充气封装系统，优选地，所述重整制氢反应装置，包括由第一筛板和第二筛板依次分隔而成的气化单元、甲醇重整单元以及CO氧化单元；其中，所述气化单元用于甲醇水溶液的气化；所述甲醇重整单元用于将气化后的甲醇水溶液重整；所述CO氧化单元用于将重整产生的CO氧化；在所述气化单元上设有物料入口，在所述CO氧化单元上设有气体出口。
本发明中所述的甲醇重整单元，可以在甲醇重整催化剂存在的条件下，发生甲醇重整制氢的反应。反应方程式如下：
CH3OH→CO+2H2
H2O+CO→CO2+H2
CH3OH+H2O→CO2+3H2
甲醇重整制氢的反应会生成氢气，同时会产生一定的CO和CO2。
本发明中所述的CO氧化单元，可以在一氧化碳低温催化剂，通过一氧化碳低温催化反应来实现一氧化碳的氧化，该反应方程式如下：
CO+H2O→CO2+H2+41.19kJ/mol
优选地，所述甲醇重整催化剂包括铜、锌、铝、钯等金属或铜、锌、铝、钯等金属的氧化物中的至少一种，例如Cu-Zn-Al2O3(更例如采用商业渠道可获得的SCST-401型催化剂)。一氧化碳低温催化剂包括铜、锌、铝、铁、钯等金属或铜、锌、铝、铁、钯等金属的氧化物中的至少一种，例如CuO-ZnO-Al2O3(例如采用商业渠道可获得的SCST-231型催化剂)。
本发明对此更优选地，所述甲醇水溶液中，甲醇与水的体积比为(0.9-1.5)：1。
本发明所述的甲醇重整制氢设备中，所述的第一筛板108的筛孔数量在6～64个之间。
所述的第二筛板109的筛孔数量在6～64个之间。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案，还包括：
第一控温装置，能够控制所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内的温度为第一设定值；优选地，所述第一设定值在200～350℃之间。
本发明所述的第一控温装置，可以包括感温元件、控制电路、加热件等，运作时可以由感温元件与控制电路相结合而成的一个具有控温功能的整体电路，并借由控制电路调整加热件的功率的改变从而调整加热的效率，以完成控温。上述的加热件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内，以升高或保持所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内的温度；感温元件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内，用于测量相应单元内的温度。
本领域技术人员可以理解，本发明中所述的甲醇重整单元以及CO氧化单元内均可充填有相应反应所需的催化剂，所述的催化剂可依据实际生产需要进行选择，本发明对此不做限定。
本发明所述重整制氢反应装置的材质选自不锈钢，铝镁合金，紫铜和黄铜中的至少一种。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
换热装置，包括气体通道、液体通道，其中，液体通道的入口用于接收甲醇水溶液，液体通道的出口与所述物料入口相连；气体通道的入口与所述气体出口相连，气体通道的出口用于排出冷却后的富氢混合气；
更优选地，所述充气封装系统还包括：物料储存装置和进料泵，所述物料储存装置用于储存甲醇水溶液，所述物料储存装置通过所述进料泵与所述液体通道的入口相连。
本发明所述换热装置选自套管型换热器、列管型换热器、蛇管型换热器、板式换热器、螺旋板型换热器中的至少一种。
本发明对于进料泵没有特别限定，例如可以选自蠕动泵，齿轮泵，离心泵等本领域可接受的进料泵中的一种。
所述进料泵相应的管线的材质可依据实际的需求由本领域技术人员自行选择，材质可选用硅胶软管和金属硬管等中的至少一种。所述进料泵的管径可选自φ3、φ6和φ8中的一种。
本发明在运作过程中的进料流速可依据实际生产规模和需求而定，对此优选为1～20ml/min。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
气体缓冲装置，设置在所述除水装置和所述气体置换装置之间；所述气体缓冲装置用于接收并储存所述除水装置排出的气体；
优选地，还包括：压力测量装置以及压力控制装置；
所述压力测量装置与所述气体缓冲装置对应设置，用于测量所述气体缓冲装置内的气压参数并提供给所述压力控制装置；所述压力控制装置用于依据所述气压参数控制所述进料泵的开启与关闭；
更优选地，所述压力控制装置用于在所述气压参数大于0.5Kpa时控制所述进料泵关闭；所述压力控制装置用于在所述气压参数低于0.3KPa时控制所述进料泵开启。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
气体浓度监测装置和止回阀；
所述气体浓度监测装置的进口与所述排气单元的出气口相连，所述气体浓度监测装置用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氧气浓度；
所述止回阀的进口与所述气体浓度监测装置的出口相连接。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，所述气体置换装置还包括第二进气单元，所述第二进气单元的进口用于与惰性气体源装置相连接，所述第二进气单元的出口用于与封装袋连接，所述第二进气单元用于将所述惰性气体源装置排出的惰性气体充入所述封装袋内；
所述充气封装系统中，所述气体浓度监测装置还用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氢气浓度；
本发明所述的充气封装系统，所述的惰性气体选自氮气、二氧化碳、稀有气体中的至少一种。
本发明所述的充气封装系统，还包括：尾气处理装置，与所述止回阀的出口相连接，用于接收所述止回阀排出的气体并对其进行尾气处理。
本领域技术人员可以理解，上述技术方案中所述的尾气处理包括且不限于燃烧去除氢气、低温氧化以去除氢气、去除氧气后收集氢气等本领域可接受的尾气处理方式。
本发明所述的充气封装系统，或，还包括：所述气体置换装置还包括第三进气单元，所述充气封装系统还包括循环泵，所述第三进气单元与所述止回阀的出口相连接，所述循环泵设置在所述第三进气单元与所述止回阀的出口之间，所述循环泵用于将所述止回阀排出的气体泵入所述第三进气单元以充入所述封装袋内。
本发明所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，所述第一筛板和第二筛板位于所述重整制氢反应装置的底板和顶板之间，第一筛板和底板之间的距离小于第二筛板与底板之间的距离，第二筛板与顶板之间的距离小于第一筛板和顶板之间的距离，所述第一筛板和底板之间的距离在10～200个单位长度之间，第二筛板与顶板之间的距离在10～200个单位长度之间；所述第一筛板和第二筛板之间的距离在10～1400个单位长度之间；
优选地，所述重整制氢反应装置的内径在20～150个单位长度内，高度在400～1500个单位长度内。
作为本领域技术人员可以理解，上述技术方案中所述的“单位长度”可以为本领域公知的任意长度单位，如mm、cm、m等。
所述的充气封装系统，还包括：第一控温装置，用于控制所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内的温度在200～350℃之间。
所述的充气封装系统，还包括在除水装置和所述第一进气单元之间，设有的第一流量控制装置，所述第一流量控制装置包括第一阀门、第一控制器和第一测控组件；所述第一阀门设置在所述除水装置和所述第一进气单元之间；所述第一控制器分别与第一测控组件和第一阀门电连接；所述第一测控组件用于测量除水装置和所述第一设备之间的气流参数并提供给第一控制器；以使所述第一控制器根据所述气流参数控制所述第一阀门的开启和关闭。
和/或，
还包括在惰性气体源装置和所述第二进气单元之间，设有的第二流量控制装置，所述第二流量控制装置包括第二阀门、第二控制器和第二测控组件；所述第二阀门设置在所述惰性气体源装置和所述第二进气单元之间；所述第二控制器分别与第二测控组件和第二阀门电连接；所述第二测控组件用于测量除水装置和所述第二设备之间的气流参数并提供给第二控制器；以使所述第二控制器根据所述气流参数控制所述第二阀门的开启和关闭。
和/或，
还包括在所述止回阀的出口和所述第三进气单元之间，设有的第三流量控制装置，所述第三流量控制装置包括第三阀门、第三控制器和第三测控组件；所述第三阀门设置在所述止回阀的出口和所述第三进气单元之间；所述第三控制器分别与第三测控组件和第三阀门电连接；所述第三测控组件用于止回阀的出口和第三进气单元之间的气流参数并提供给第三控制器；以使所述第三控制器根据所述气流参数控制所述第三阀门的开启和关闭。
本发明同时提供上述任意一项技术方案所述的充气封装系统用于种子包装、储存领域的应用。
本发明所提供的充气封装系统以氢气作为植物种子的保护性气体，保证植物种子长期存放后的发芽率和成苗后的生长状态。单个甲醇重整制氢反应装置，集成气化单元甲醇重整单元以及CO氧化单元三种功能与一体，降低了设备生产难度，提升了设备加工效率。产气和封装为一体式设计，有利于设备的集成生产。通过放空止回阀，使得设备使用更加安全。产气原料直接为甲醇水溶液，原料采购成本低。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种充气封装系统的结构示意图；
图2为本发明所提供的另一种充气封装系统的结构示意图；
图3为本发明所提供的再一种充气封装系统的结构示意图；
图4为本发明所提供的充气封装系统中，甲醇重整制氢反应装置和换热装置的结构示意图。
附图标记：
101：重整制氢反应装置；
102：换热装置；
103：气化单元；
104：甲醇重整单元；
105：CO氧化单元；
106：物料入口；
107：气体出口；
108：第一筛板；
109：第二筛板；
110：第一控温装置；
111：物料储存装置；
112：进料泵；
201：气体冷却装置；
202：除水装置；
203：气体置换装置；
204：热压装置；
205：气体缓冲装置；
206：气体浓度监测装置；
207：止回阀；
208：惰性气体源装置；
209：尾气处理装置；
210：循环泵。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
结合附图1-4，本实施例提供一种充气封装系统，包括：甲醇重整制氢反应装置101、气体冷却装置201、除水装置202、气体置换装置203和热压装置204；
重整制氢反应装置101，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；
气体冷却装置201，与所述重整制氢反应装置101相连接，所述气体冷却装置201用于接收所述重整制氢反应装置101排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；
除水装置202，与所述气体冷却装置201相连接，所述除水装置202用于收集或去除所述气体冷却装置201所产生的水；
气体置换装置203，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置202相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置202排出的气体充入所述封装袋内；
热压装置204，用于对所述封装袋进行热压密封。
由此，在本实施例所述的充气封装系统运作时，首先，重整制氢反应装置101以甲醇水溶液作为原料生成富含氢气的混合气体，富氢混合气依次通过气体冷却装置201、除水装置202以液化并除去水蒸汽，除去了水的富氢混合气进入气体置换装置203。封装袋可以在装好待封装的物体后(在本实施例中，尤为适宜种子一类)，于气体置换装置203中，先以排气单元对该封装袋抽气，抽至真空后近真空后，以第一进气单元将富氢混合气充入封装袋中，待充好气体后，以热压装置204对所述封装袋密封。
本实施例所述的充气封装系统，所述的热压装置可采用本领域常规的热压密封装置，例如热封机。所述热压装置是能够以热封合的方式封闭包装容器的机器。热封方法涵盖板式密封、滚轮式密封、带式密封、滑动式热封、熔切式热封、脉冲熔切式热封、超声波热封、高频热封等本领域可接受的热封方式。
本实施例所述的充气封装系统，优选地，所述重整制氢反应装置101，包括由第一筛板108和第二筛板109依次分隔而成的气化单元103、甲醇重整单元104以及CO氧化单元105；其中，所述气化单元103用于甲醇水溶液的气化；所述甲醇重整单元104用于将气化后的甲醇水溶液重整；所述CO氧化单元105用于将重整产生的CO氧化；在所述气化单元103上设有物料入口106，在所述CO氧化单元105上设有气体出口107。
由此，采用整体式、以筛板分隔而成的重整制氢反应装置101，进一步提升所述重整制氢反应装置101的制备简易程度，从而提升设备的加工效率。作为解释和说明，本实施例中所述的甲醇重整单元104，可以在甲醇重整催化剂存在的条件下，发生甲醇重整制氢的反应。反应方程式如下：
CH3OH→CO+2H2
H2O+CO→CO2+H2
CH3OH+H2O→CO2+3H2
甲醇重整制氢的反应会生成氢气，同时会产生一定的CO和CO2。
本实施例中所述的CO氧化单元105，可以在一氧化碳低温催化剂，通过一氧化碳低温催化反应来实现一氧化碳的氧化，该反应方程式如下：
CO+H2O→CO2+H2+41.19kJ/mol
优选地，所述甲醇重整催化剂包括铜、锌、铝、钯等金属或铜、锌、铝、钯等金属的氧化物中的至少一种。一氧化碳低温催化剂包括铜、锌、铝、铁、钯等金属或铜、锌、铝、铁、钯等金属的氧化物中的至少一种。
本实施例对此更优选地，所述甲醇水溶液中，甲醇与水的体积比为(0.9-1.5)：1。
本实施例所述的甲醇重整制氢设备中，所述的第一筛板108的筛孔数量在6～64个之间。
所述的第二筛板109的筛孔数量在6～64个之间。
优选地，所述甲醇重整单元104内能够容纳用于催化甲醇重整制氢的甲醇重整催化剂，所述CO氧化单元105内能够容纳用于催化CO氧化的一氧化碳低温催化剂，所述第一筛板108和第二筛板109的筛孔孔径小于甲醇重整催化剂和一氧化碳低温催化剂的最小粒径。
由此，在运作过程中，甲醇水蒸汽依次通过气化单元103、甲醇重整单元104和CO氧化单元105，所述甲醇重整催化剂和一氧化碳低温催化剂不会随着气流而移动至其他单元，从而可以保证甲醇重整单元104和CO氧化单元105有效的催化效率。在应用中，所述重整制氢反应装置101设置的CO氧化单元105，可有效防止使用中泄露CO，造成安全隐患。
本实施例中所述的气化单元103，所述的气化单元103内可以包括气化装置，所述气化装置可以依据实际需要，由本领域技术人员选择气化槽、气化板等；所述气化装置通过设置加热件，使流入气化单元103的甲醇水溶液气化。本领域技术人员可以理解，所述的气化单元103中的部件需具备一定的抗压强度和耐温能力。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案，还包括：
第一控温装置110，能够控制所述甲醇重整单元104以及CO氧化单元105内的温度为第一设定值；优选地，所述第一设定值在200～350℃之间。
由此，加设第一控温装置110有助于稳定反应温度，从而利于甲醇水蒸汽发生甲醇重整反应和CO催化氧化反应。
本实施例所述的第一控温装置110，可以包括感温元件、控制电路、加热件等，运作时可以由感温元件与控制电路相结合而成的一个具有控温功能的整体电路，并借由控制电路调整加热件的功率的改变从而调整加热的效率，以完成控温。上述的加热件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元104以及CO氧化单元105内，以升高或保持所述甲醇重整单元104以及CO氧化单元105内的温度；感温元件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元104以及CO氧化单元105内，用于测量相应单元内的温度。
本领域技术人员可以理解，本实施例中所述的甲醇重整单元104以及CO氧化单元105内均可充填有相应反应所需的催化剂，所述的催化剂可依据实际生产需要进行选择，本实施例对此不做限定。
本实施例所述重整制氢反应装置101的材质选自不锈钢，铝镁合金，紫铜和黄铜中的至少一种。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
换热装置102，包括气体通道、液体通道，其中，液体通道的入口用于接收甲醇水溶液，液体通道的出口与所述物料入口106相连；气体通道的入口与所述气体出口107相连，气体通道的出口用于排出冷却后的富氢混合气；
由此，重整制氢反应装置101以甲醇水溶液作为原料生成富含氢气的混合气体的过程如下：
甲醇水溶液由液体通道的入口流入换热装置102的液体通道内，并向液体通道的出口流动最终由所述重整制氢反应装置101的入口流进所述重整制氢反应装置101，在重整制氢反应装置101内，甲醇水溶液先进入到气化单元103，在气化单元103的作用下，甲醇水溶液发生气化产生甲醇水蒸汽，甲醇水蒸气流动至甲醇重整单元104，在此单元内发生甲醇重整反应生成氢气，同时会有部分CO生成，混合气体再流动至CO氧化单元105，CO在此发生氧化反应，生成二氧化碳CO2，氢气和二氧化碳的混合气由重整制氢反应装置101的气体出口107流出，由换热装置102的气体入口进入所述换热装置102，并在换热装置102内，液体通道内的液体(甲醇水)和气体通道内的混合气体发生热交换，最终混合气体由换热装置102的第一气体出口107流出。由此，重整制氢反应装置101集成气化单元103、甲醇重整单元104和CO氧化单元105于一体，降低了设备生产难度，提升了设备加工效率。协同设置了换热装置102，提升了设备热效能的利用率，降低了设备功耗和产气成本。
更优选地，所述充气封装系统还包括：物料储存装置111和进料泵112，所述物料储存装置111用于储存甲醇水溶液，所述物料储存装置111通过所述进料泵112与所述液体通道的入口相连。
由此，可将甲醇水溶液良好储存，以方便利用。
本实施例所述换热装置102选自套管型换热器、列管型换热器、蛇管型换热器、板式换热器、螺旋板型换热器中的至少一种。
本实施例对于进料泵112没有特别限定，例如可以选自蠕动泵，齿轮泵，离心泵等本领域可接受的进料泵112中的一种。
所述进料泵112相应的管线的材质可依据实际的需求由本领域技术人员自行选择，材质可选用硅胶软管和金属硬管等中的至少一种。所述进料泵112的管径可选自φ3、φ6和φ8中的一种。
本实施例在运作过程中的进料流速可依据实际生产规模和需求而定，对此优选为1～20ml/min。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
气体缓冲装置205，设置在所述除水装置202和所述气体置换装置203之间；所述气体缓冲装置205用于接收并储存所述除水装置202排出的气体；
优选地，还包括：压力测量装置以及压力控制装置；
所述压力测量装置与所述气体缓冲装置205对应设置，用于测量所述气体缓冲装置205内的气压参数并提供给所述压力控制装置；所述压力控制装置用于依据所述气压参数控制所述进料泵112的开启与关闭；
由此，采用气体缓冲装置205可维持系统的气压稳定，维持在微正压，有利于后续封装工艺的进行。
本实施例中所述的气体缓冲装置可以是气体缓冲罐或其他本领域可采用的气体缓冲装置，本实施例对此不做特殊限定。
更优选地，所述压力控制装置用于在所述气压参数大于0.5Kpa时控制所述进料泵112关闭；所述压力控制装置用于在所述气压参数低于0.3KPa时控制所述进料泵112开启。
经过验证，上述气压参数能够良好维持本实施例的充气封装系统稳定运作。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：
气体浓度监测装置206和止回阀207；
所述气体浓度监测装置206的进口与所述排气单元的出气口相连，所述气体浓度监测装置206用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氧气浓度；
所述止回阀207的进口与所述气体浓度监测装置206的出口相连接。
在本实施例中，优选地，当氧气浓度低于0.1％～0.01％，气体置换操作完成，可进行热压密封的操作。
作为本领域技术人员可以理解，当氧气浓度达到设定值时，上述气体置换的启动或关闭可以通过人工或全自动控制的方式进行，均应属于本实施例的保护范围之内。
本实施例中所述的气体浓度监测装置采用本领域公知的可监测气体浓度的装置即可，例如电子鼻等。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，所述气体置换装置203还包括第二进气单元，所述第二进气单元的进口用于与惰性气体源装置208相连接，所述第二进气单元的出口用于与封装袋连接，所述第二进气单元用于将所述惰性气体源装置208排出的惰性气体充入所述封装袋内；
所述充气封装系统中，所述气体浓度监测装置206还用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氢气浓度；
本实施例所述的充气封装系统，所述的惰性气体选自氮气、二氧化碳、稀有气体中的至少一种。
在本实施例中，优选地，当氢气浓度低于5％、氧气浓度低于0.1％～0.01％，气体置换操作完成，可进行热压密封的操作。
作为本领域技术人员可以理解，当氧气浓度、氢气的浓度达到设定值时，上述气体置换的启动或关闭可以通过人工或全自动控制的方式进行，均应属于本实施例的保护范围之内。
本实施例所述的充气封装系统，还包括：尾气处理装置209，与所述止回阀207的出口相连接，用于接收所述止回阀207排出的气体并对其进行尾气处理。
本领域技术人员可以理解，上述技术方案中所述的尾气处理包括且不限于燃烧去除氢气、低温氧化以去除氢气、去除氧气后收集氢气等本领域可接受的尾气处理方式。
由此，排出的氢气可以得到妥善的处理，不会产生安全隐患。
本实施例所述的充气封装系统，或，还包括：所述气体置换装置203还包括第三进气单元，所述充气封装系统还包括循环泵210，所述第三进气单元与所述止回阀207的出口相连接，所述循环泵210设置在所述第三进气单元与所述止回阀207的出口之间，所述循环泵210用于将所述止回阀207排出的气体泵入所述第三进气单元以充入所述封装袋内。
由此，在运作中，第一进气单元、第二进气单元分别向所述封装袋内充气，气体包括氢气、二氧化碳、少量氧气等多种，由排气单元排出后，如直接排放会造成氢气的浪费、成本的提高，由此设置循环泵210，可将排出的气体混合第一进气单元或第二单元的进气，以更好的利用产生得到的氢气，避免浪费。
本领域技术人员可以依据实际的生产需要调整第一进气单元、第二进气单元以及循环泵210的开启大小，从而调整封装袋内所需要的混合气比例。
本实施例所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，所述第一筛板108和第二筛板109位于所述重整制氢反应装置101的底板和顶板之间，第一筛板108和底板之间的距离小于第二筛板109与底板之间的距离，第二筛板109与顶板之间的距离小于第一筛板108和顶板之间的距离，所述第一筛板108和底板之间的距离在10～200个单位长度之间，第二筛板109与顶板之间的距离在10～200个单位长度之间；所述第一筛板108和第二筛板109之间的距离在10～1400个单位长度之间；
优选地，所述重整制氢反应装置101的内径在20～150个单位长度内，高度在400～1500个单位长度内。
作为本领域技术人员可以理解，上述技术方案中所述的“单位长度”可以为本领域公知的任意长度单位，如mm、cm、m等。
由此，上述的重整制氢反应装置101的各单元的规格比例适宜重整制氢反应。
所述的充气封装系统，还包括在除水装置202和所述第一进气单元之间，设有的第一流量控制装置，所述第一流量控制装置包括第一阀门、第一控制器和第一测控组件；所述第一阀门设置在所述除水装置202和所述第一进气单元之间；所述第一控制器分别与第一测控组件和第一阀门电连接；所述第一测控组件用于测量除水装置202和所述第一设备之间的气流参数并提供给第一控制器；以使所述第一控制器根据所述气流参数控制所述第一阀门的开启和关闭。
和/或，
还包括在惰性气体源装置208和所述第二进气单元之间，设有的第二流量控制装置，所述第二流量控制装置包括第二阀门、第二控制器和第二测控组件；所述第二阀门设置在所述惰性气体源装置208和所述第二进气单元之间；所述第二控制器分别与第二测控组件和第二阀门电连接；所述第二测控组件用于测量除水装置202和所述第二设备之间的气流参数并提供给第二控制器；以使所述第二控制器根据所述气流参数控制所述第二阀门的开启和关闭。
和/或，
还包括在所述止回阀207的出口和所述第三进气单元之间，设有的第三流量控制装置，所述第三流量控制装置包括第三阀门、第三控制器和第三测控组件；所述第三阀门设置在所述止回阀207的出口和所述第三进气单元之间；所述第三控制器分别与第三测控组件和第三阀门电连接；所述第三测控组件用于止回阀207的出口和第三进气单元之间的气流参数并提供给第三控制器；以使所述第三控制器根据所述气流参数控制所述第三阀门的开启和关闭。
协同调整第一流量控制装置、第二流量控制装置、第三流量控制装置可良好地控制封装袋内的混合气比例。
本实施例所提供的充气封装系统以氢气作为植物种子的保护性气体，保证植物种子长期存放后的发芽率和成苗后的生长状态。单个甲醇重整制氢反应装置101，集成气化单元103，甲醇重整单元104以及CO氧化单元105三种功能与一体，降低了设备生产难度，提升了设备加工效率。产气和封装为一体式设计，有利于设备的集成生产。通过放空止回阀207，使得设备使用更加安全。产气原料直接为甲醇水溶液，原料采购成本低。
需要说明的是，在本文中，除特殊说明以外的，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种充气封装系统，其特征在于，包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；
重整制氢反应装置，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；
气体冷却装置，与所述重整制氢反应装置相连接，所述气体冷却装置用于接收所述重整制氢反应装置排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；
除水装置，与所述气体冷却装置相连接，所述除水装置用于收集或去除所述气体冷却装置所产生的水；
气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与装好待封装的物体后的封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置排出的气体充入所述封装袋内；
热压装置，用于对所述封装袋进行热压密封；
所述重整制氢反应装置，包括由第一筛板和第二筛板依次分隔而成的气化单元、甲醇重整单元以及CO氧化单元；其中，所述气化单元用于甲醇水溶液的气化；所述甲醇重整单元用于将气化后的甲醇水溶液重整；所述CO氧化单元用于将重整产生的CO氧化；在所述气化单元上设有物料入口，在所述CO氧化单元上设有气体出口；
所述充气封装系统还包括：
换热装置，包括气体通道、液体通道，其中，液体通道的入口用于接收甲醇水溶液，液体通道的出口与所述物料入口相连；气体通道的入口与所述气体出口相连，气体通道的出口用于排出冷却后的混合气体；
所述充气封装系统还包括：物料储存装置和进料泵，所述物料储存装置用于储存甲醇水溶液，所述物料储存装置通过所述进料泵与所述液体通道的入口相连；
气体浓度监测装置和止回阀；
所述气体浓度监测装置的进口与所述排气单元的出气口相连，所述气体浓度监测装置用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氧气浓度；
所述止回阀的进口与所述气体浓度监测装置的出口相连接。
2.根据权利要求1所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：
气体缓冲装置，设置在所述除水装置和所述气体置换装置之间；所述气体缓冲装置用于接收并储存所述除水装置排出的气体。
3.根据权利要求2所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：压力测量装置以及压力控制装置；
所述压力测量装置与所述气体缓冲装置对应设置，用于测量所述气体缓冲装置内的气压参数并提供给所述压力控制装置；所述压力控制装置用于依据所述气压参数控制所述进料泵的开启与关闭；
所述压力控制装置用于在所述气压参数大于0.5Kpa时控制所述进料泵关闭；所述压力控制装置用于在所述气压参数低于0.3KPa时控制所述进料泵开启。
4.根据权利要求1所述的充气封装系统，其特征在于，所述气体置换装置还包括第二进气单元，所述第二进气单元的进口用于与惰性气体源装置相连接，所述第二进气单元的出口用于与封装袋连接，所述第二进气单元用于将所述惰性气体源装置排出的惰性气体充入所述封装袋内；
所述气体浓度监测装置还用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氢气浓度。
5.根据权利要求4所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：尾气处理装置，与所述止回阀的出口相连接，用于接收所述止回阀排出的气体并对其进行尾气处理。
6.根据权利要求4或5所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：所述气体置换装置还包括第三进气单元，所述充气封装系统还包括循环泵，所述第三进气单元与所述止回阀的出口相连接，所述循环泵设置在所述第三进气单元与所述止回阀的出口之间，所述循环泵用于将所述止回阀排出的气体泵入所述第三进气单元以充入所述封装袋内。
7.根据权利要求1所述的充气封装系统，其特征在于，所述第一筛板和第二筛板位于所述重整制氢反应装置的底板和顶板之间，第一筛板和底板之间的距离小于第二筛板与底板之间的距离，第二筛板与顶板之间的距离小于第一筛板和顶板之间的距离，所述第一筛板和底板之间的距离在10～200个单位长度之间，第二筛板与顶板之间的距离在10～200个单位长度之间；所述第一筛板和第二筛板之间的距离在10～1400个单位长度之间；
所述重整制氢反应装置的内径在20～150个单位长度内，高度在400～1500个单位长度内。
8.根据权利要求6所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：在除水装置和所述第一进气单元之间，设有的第一流量控制装置，所述第一流量控制装置包括第一阀门、第一控制器和第一测控组件；所述第一阀门设置在所述除水装置和所述第一进气单元之间；所述第一控制器分别与第一测控组件和第一阀门电连接；所述第一测控组件用于测量除水装置和所述第一进气单元之间的气流参数并提供给第一控制器；以使所述第一控制器根据所述气流参数控制所述第一阀门的开启和关闭；
和/或，
还包括：在惰性气体源装置和所述第二进气单元之间，设有的第二流量控制装置，所述第二流量控制装置包括第二阀门、第二控制器和第二测控组件；所述第二阀门设置在所述惰性气体源装置和所述第二进气单元之间；所述第二控制器分别与第二测控组件和第二阀门电连接；所述第二测控组件用于测量惰性气体源装置和所述第二进气单元的气流参数并提供给第二控制器；以使所述第二控制器根据所述气流参数控制所述第二阀门的开启和关闭；
和/或，
还包括：在所述止回阀的出口和所述第三进气单元之间，设有的第三流量控制装置，所述第三流量控制装置包括第三阀门、第三控制器和第三测控组件；所述第三阀门设置在所述止回阀的出口和所述第三进气单元之间；所述第三控制器分别与第三测控组件和第三阀门电连接；所述第三测控组件用于止回阀的出口和第三进气单元之间的气流参数并提供给第三控制器；以使所述第三控制器根据所述气流参数控制所述第三阀门的开启和关闭。
9.权利要求1-8任一项所述的充气封装系统用于种子包装、储存的应用。
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