CN111093367A - 蒸发设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于蒸发化学试剂并且将化学试剂作为熏蒸剂输送至需要处理的区域的设备。蒸发设备包括加热器，该加热器与气体流流体连通。混合装置与化学试剂流流体连通。加热器将气体加热以产生热气体流。热气体流被引导至混合装置，由此热气体流接触化学试剂流，从而使化学试剂流的至少一部分蒸发。还公开了使用该设备的处理方法。

Description

蒸发设备

技术领域

本公开涉及用于将化学试剂蒸发并且将化学试剂作为熏蒸剂输送至需要通过熏蒸处理的区域的设备。

背景技术

熏蒸剂是挥发性化学物质或者有毒气体，该熏蒸剂通常由液体试剂和/或固体试剂产生。熏蒸剂具有杀菌、杀真菌、杀虫和/或杀线虫的特性，并且熏蒸剂用于消灭或杀死以及控制害虫、病原体和杂草。熏蒸是特别出于消灭、控制或消除不期望的生物的目的将气态物质分配并施用于封围场地(enclosure)中的技术。

熏蒸剂在气态下是活跃的，并且可以以有毒的浓度渗透到产品中和产品周围的自由空间中，并且进入存储结构和封围场地中的裂缝和缝隙中，杀死目标生物并且破坏其繁殖期。熏蒸剂被广泛用于昆虫、啮齿动物和真菌的控制或者消灭存储产品、食品、切花、木材、建筑物和土壤的害虫，因为熏蒸剂不仅普遍有效而且相对便宜。

诸如水果和谷物之类的食品特别容易受到无脊椎动物的侵扰。一些经济区比如澳大利亚对于出口的活昆虫“零容忍”，以保护其当地农产品的声誉。这些地区通常采取广泛的熏蒸方法，以减轻侵扰风险。设备和设施也可能遭受侵扰，并且也可以通过熏蒸处理以控制这些害虫。同样，建筑物、船舶、容器、果树、木材和土壤可能需要通过熏蒸处理，以控制各种病原体和害虫。

存在可以用作实现熏蒸目的的熏蒸剂的多种化学试剂，多种化学试剂包括氰化氢(hydrogen cyanide)、氰化钙、二氧化碳、二氧化硫、四氯化碳、二氯化乙烯、甲酸乙酯、溴化乙烯、对二氯苯，1,3-二氯丙烯、氯化苦、甲醛、异氰酸甲酯、磷化氢、溴甲烷和硫酰氟。这些试剂中的每一个试剂都具有某些优点和缺点，缺点包括由于毒性和易燃性而产生的危害。

溴甲烷和磷化氢是在熏蒸控制或者预防无脊椎动物侵扰中通常使用的两种化学试剂。溴甲烷是对许多无脊椎动物具有非特异性毒性的广谱杀虫剂。然而，如果溴甲烷暴露于高浓度下，会对人类和其他动物产生有害影响。溴甲烷的另一缺点在于，溴甲烷现在被广泛认为是已知且重要的消耗臭氧的物质。通过熏蒸将溴甲烷人工添加至大气会导致臭氧层变薄，其有害作用是众所周知的并且有文献记载。然而，对于许多检疫部门来说，溴甲烷仍然是优选的熏蒸剂。

对于谷物和其他类似商品的熏蒸经常依赖磷化氢，并且如果适当使用，磷化氢是有效的。然而，由于不适当的施用和过度的依赖，对耐磷化氢的报道越来越多。在整个价值链中几乎完全依赖这种单一熏蒸剂的一些地区，在关于耐磷化氢的发展方面处于危险的位置，并且这些地区已经要求实施耐磷化氢监测和管理计划。

甲酸乙酯是具有下述特性的试剂：指示其作为熏蒸剂有用，特别是在控制无脊椎动物中有用。甲酸乙酯蒸气已经被证明对常见于侵扰储存商品的昆虫有毒。甲酸乙酯是天然存在的化合物且存在于各种食品中，甲酸乙酯迅速分解为无害且天然存在的化合物。尽管甲酸乙酯能够通过吸入其蒸气以及通过食入、通过皮肤和/或眼睛接触而吸收到体内，但甲酸乙酯具有相对较低的人体毒性。这些特征表明适合用于处理食品商品。

甲酸乙酯在正常的环境温度下为液体并且沸点为54℃，但是甲酸乙酯高度易燃，其爆炸下限(LEL)为2.8％(v/v)或者92g/m^-3。在实际使用甲酸乙酯作为熏蒸剂时，这引起了重大的问题，因为必需避免可能引起火焰的条件。其他在控制无脊椎动物中有用的熏蒸剂比如二氯化乙烯和环氧丙烷在用作熏蒸剂时也具类似的易燃性问题。

熏蒸本质上是危险的操作，因为在熏蒸中使用的化学试剂通常对于大多数生命形式是有毒的，在某些情况下对包括人类的生命形式是有毒的。使用易燃的试剂会增加危害的程度，因为为了将液体试剂作为熏蒸剂施用，试剂通常必须通过需要施加一定热量的蒸发器而从液体转化为气体。不期望在没有蒸发的情况下施用液体试剂，因为未蒸发的试剂的浓度会引起职业健康和安全问题以及/或者对利用该试剂处理的商品造成损害。

因此，将易燃试剂作为熏蒸剂施用需要仔细操作以减轻着火的风险。已知将液体试剂和不易燃气体在筒状部中混合以在高压下形成不易燃制剂。但是，在筒状部中使用气体的做法至少具有潜在的汽化器结冰现象的缺点，特别是在寒冷或潮湿的环境中。当气瓶和调节器结冰时，这种效果会大大增加施用时间。此外，如果使用加压熏蒸剂，则必须雇用受过良好训练的熏蒸剂操作者以施用熏蒸，受过良好训练的熏蒸剂操作者在高压筒状部的处理方面受到恰当训练。

还已知通过将液体熏蒸剂与二氧化碳结合而在高压下产生基本上不易燃的熏蒸剂。提供足够量的二氧化碳以使得易燃液体不易燃。然而，这些混合物具有与使用加压罐相关联的所有限制，以及具有下述附加限制：通过二氧化碳对某些材料的不期望的降解或腐蚀、温室气体的排放以及对新鲜水果和蔬菜的植物毒性。这些困难限制了这种混合物的使用的范围。

现有的蒸发器设计可以表现出液体试剂的加热的可变性，从而导致试剂的不完全或部分蒸发。这可能导致试剂的低效和低效施用，包括试剂在整个处理区域的不均匀分布以及/或者由于未蒸发试剂的沉降而对商品造成的损害。已知的蒸发器设计通常还限于室中的单批次或有限体积的液体试剂。在可以进行进一步施用之前，室必须再填充有液体试剂，这通常需要停止操作并且允许施用之间的冷却时间。因此，需要改进熏蒸技术，以扩大可以在熏蒸中安全且有效地使用的试剂范围，并且以减轻各种操作低效和安全隐患。

已经包括在本说明书中的文件、动作、材料、装置、物品等的任何讨论均不应被视为承认任何或所有这些事项形成现有技术基础的一部分或者在本申请的每个权利要求的优先权日之前存在的与本公开相关的领域中的公知常识。

贯穿该说明书，词语“包括”或者诸如“包括”或“包括有”之类的变型将被理解为暗示包括规定的元件、整数或步骤，或者元件、整数或步骤的组合，但不排除任何其他元件、整数或步骤，或者元件、整数或步骤的组合。

发明内容

考虑到以上情况，根据本公开的第一方面，设置有蒸发设备，该蒸发设备包括：

加热器，该加热器与气体流流体连通；以及

混合装置，该混合装置与化学试剂流流体连通；

其中，加热器将气体流加热以产生热气体流，并且热气体流被引导至混合装置，由此热气体流接触化学试剂流，从而使化学试剂流的至少一部分蒸发。

有利地，热气体流和化学试剂流从各自的源流动并且混合，以提供基本上不易燃的熏蒸剂试剂。

在一种实施方式中，气体流和化学试剂流来自位于蒸发设备外部的源。气体和化学试剂通过合适的装置被吸入和/或引导至蒸发设备的部件。在优选的实施方式中，气体可以通过空气调节器被吸入并且引导至加热器中。化学试剂可以通过泵吸入或以其他方式引导至混合装置中。

化学试剂可以是适于用作熏蒸剂的任何化学组分，并且可以作为液体提供至设备。有利地，蒸发设备可以与一系列化学试剂使用。气体优选地为惰性气体。

有利地，化学试剂通过与热惰性气体流接触而进行的蒸发基本上减少暴露至氧气并且减轻易燃风险。如果化学试剂具有已知的易燃性特性，则这是特别有用的。此外，化学试剂的蒸发基本上是完全的，从而使未蒸发的化学试剂在设备、处理区域以及位于处理区域中的材料上的残留最少。

有利地，蒸发设备不受一批或固定体积的气体或者化学试剂的限制，从而能够将不易燃的熏蒸剂的基本上连续流动提供至处理区域以及/或者直到熏蒸处理完成为止。

设置有加热器以将气体流加热至预定温度，该温度至少部分地参考(withreference to)化学试剂的组分和/或气体的组分来确定。期望地，加热器可以与控制装置通信，以控制加热器的功能并且将温度保持在用以产生预定温度的热气体流所需的水平处。

在优选的实施方式中，热气体流可以在热气体流被引导至混合室时分成第一热气体流和第二热气体流。第一热气体流可以在第一室入口处进入混合室并且第二热气体流可以在第二室入口处进入混合室。第一热气体流和第二热气体流可以相对于彼此沿不同方向进入混合室。

在一种实施方式中，混合装置是混合室。化学试剂流可以经由喷嘴在第一室入口处或者邻近于第一室入口进入混合室。喷嘴可以在进入混合室时使化学试剂基本上雾化，使得进入混合室的化学试剂流为颗粒流。有利地，化学试剂流的雾化有助于蒸发过程，因为颗粒流中的颗粒可以在与热气体流接触时瞬间基本上蒸发。

化学试剂流的蒸发可以从化学试剂颗粒流与第一热气体流的接触开始。第二热气体流可以接触产生的经蒸发的化学试剂，从而形成气体/试剂混合物。气体/试剂混合物可以至少部分按照第二热气体流的流动的方向被引导到混合室的外部。经蒸发的气体/试剂混合物或者熏蒸剂可以通过出口从混合室排出并进入需要处理的区域、体积或表面上或者进入需要处理的区域、体积或表面中。

有利地，本公开的蒸发设备可以是便携式的并且能够在现场产生和施用经蒸发的熏蒸剂。

在一种实施方式中，蒸发设备可以安装在背包结构上，从而使操作者能够佩戴设备的功能部件。在该实施方式中，混合装置可以是雾化喷嘴，气体和化学试剂的分开的管线被引导至该雾化喷嘴。

此外，蒸发设备在气体和/或试剂的类型以及在体积方面均不受气体或化学试剂的有限的源的限制。有利地，这为蒸发设备提供了灵活性和多功能性，以用于广泛且多样范围的处理应用，包括但不限于对建筑物和容器、密封和半密封室、各种设备和材料、土壤、农业/园艺产品以及各种表面的熏蒸或灭虫处理。

因此，根据另一方面，提供了通过熏蒸的处理方法，该方法包括将气体流加热以提供热气体流，并且使热气体流与化学试剂流接触，其中，化学试剂流的至少一部分蒸发，从而经蒸发的化学试剂施用于需要处理的区域。

在优选的实施方式中，经蒸发的化学试剂与热气体流混合以形成气体/试剂混合物，并且气体/试剂混合物施用于需要处理的区域。

有利地，本公开有效且方便地提供了熏蒸和灭虫能力，同时减轻了包括与化学试剂的易燃性和处理有关的健康和安全隐患。

附图说明

为了使本公开更容易理解，现在将参照附图以示例的方式对实施方式进行描述，在附图中：

图1是根据第一实施方式的蒸发设备的上部立体图；

图2是图1的蒸发设备内部的各部件的立体图；

图3是图1和图2的蒸发设备的流动部件的立体图；

图4是图1至图3的蒸发设备的示意图；以及

图5是根据第二实施方式的蒸发设备的示意图。

具体实施方式

首先参照图1至图4，图1至图4示出了蒸发设备10的第一实施方式，该蒸发设备10用于在蒸发用作熏蒸剂的化学试剂中使用，化学试剂通常为液体化学试剂。所述蒸发设备10在具有诸如易燃性之类的特性的化学试剂的蒸发中具有特殊的用途，否则这将使得化学试剂不适合或不期望用作熏蒸剂。然而，蒸发设备10在期望用作熏蒸剂的任何化学试剂的蒸发中具有用途，该化学试剂包括但不限于甲酸乙酯、溴甲烷(methyl bromide)、1,3-二氯丙烯、氯化苦和环氧丙烷。

蒸发设备10包括泵12，该泵12可以安置成经由第一管道14与化学试剂源(未示出)流体连通。化学试剂源在设备10外部并且与设备10分离，从而使设备10能够从任何源或任何尺寸的容器抽取、输送和利用化学试剂，从而为设备10提供了基本上非限制性化学试剂源。这提供了优于现有技术的蒸发装置的显著优点，在现有技术的蒸发装置中，化学试剂的体积以及因此蒸发装置的应用范围由形成装置本身的一部分的容器、罐或其他这种室的体积来限制。保持化学试剂源与设备10分离还提供了安全优势，从而在使用之后几乎没有化学试剂残留在设备10中，从而减轻了毒性和/或易燃性风险。

一些已知的蒸发装置需要操作者在每次使用之前测量并向装置的容器中引入固定量的化学试剂，这需要手动操作化学试剂并且增加了暴露至潜在有毒物质的风险。通过本设备10降低了这种风险，因为不需要操作者测量并引入固定量的化学试剂。这些已知的蒸发装置通常在容器中进行化学试剂的加热。如果在化学试剂的施用之间不允许容器充分冷却，则将化学试剂引入容器将使试剂在与容器中的热元件接触时蒸发。因此，一旦装置缺乏固定量的化学试剂，则在装置能够被再次填充之前必须停止并且冷却。本设备10避免了在化学试剂的各个施用之间提供冷却时间的需要，并且从而能够提高操作效率。

第一管道14具有适当的长度和组成，以通过泵12的作用将化学试剂从液体试剂源输送并输送至设备10。期望地，第一管道14由下述材料构成：该材料能够传输诸如有机溶剂之类的化学试剂，但没有明显的降解，该材料比如为硅酮、聚乙烯、氟化乙烯-丙烯或者特氟隆。

泵12操作成以将化学试剂吸入并引导至设备10中。在一种实施方式中，泵12可以是气动隔膜泵，该气动隔膜泵可以由来自气体源(未示出)的压缩空气、氮气或其他合适的气体来提供动力，其他合适的气体期望是惰性气体。气体源位于设备10外部。气动泵提供了有利的安全机构，从而使泵12的操作在惰性气体源的流动的中断或终止时停止，同时停止将化学试剂泵送至设备10中。

泵12可以与混合装置流体连通，在该实施方式中，混合装置是混合室36。液体化学试剂可以从泵12经由第二管道15引导至混合室36，该第二管道15可以由与第一管道14相同的材料构成。计量装置(metring means)(未示出)可以控制进入混合室36中的化学试剂的流量，从而有助于在熏蒸处理中控制化学试剂的剂量率。针对特定的处理应用，可以至少部分地参考在该处理应用中使用的化学试剂的类型以及/参考处理应用的性质来选择流量。

在图1和图3示出的实施方式中，混合室36包括长形本体38，该长形本体38具有第一端部40和第二端部42。混合室36还具有颈部部分44，该颈部部分44从本体部分38的邻近本体部分38的第一端部40向外且大致垂直地延伸。颈部部分44提供了针对进入的气体/化学试剂流的空间的区域，并且期望地从本体部分38向外延伸一定距离，该距离可以适应于所述流的预期尺寸。混合室36可以由诸如不锈钢之类的任何合适的材料构成。

第二管道15将泵12连接至混合室36，从而传输化学试剂并且通过位于颈部部分44处的第一室入口46将化学试剂引入混合室36中。在图1和图3示出的实施方式中，第一室入口46位于颈部部分44的顶部处。第一室入口46设置有喷嘴56，该喷嘴56优选地为空气雾化喷嘴或者定向压力式喷嘴。化学试剂流通过喷嘴56进入混合室36，导致化学试剂在进入混合室36中时分解或雾化，使得细颗粒流进入混合室36的颈部部分44。颗粒的直径通常为大约50μm至150μm。颗粒尺寸可以根据诸如液体和/或气体压力以及喷嘴直径之类的参数而变化。颗粒流被喷射至混合室36的颈部部分44中并且朝向长形本体38喷射。

设备10还包括空气调节器16，该空气调节器16经由入口18与气体源流体连通。空气调节器16控制气体的压力，该气体的压力可以为大约2巴或更大，以为设备10提供稳定的气体流量。

气体源优选地为惰性气体源，惰性气体源包括氮气、二氧化碳、氦气或者空气中的一者或更多者。气体源可以设置在适于储存压缩气体的容器或者罐中，该容器或者罐比如为筒状部，这种容器的体积为作为熏蒸剂的化学试剂的至少一种处理应用提供足够量的气体。替代性地，气体源是气体发生器，该气体发生器能够通过从大气中提取惰性气体来根据需要产生足够量的惰性气体。非限制性示例是变压吸附(PSA)或者膜分离(MS)氮气发生器。在一种实施方式中，气体源是氮气发生器，该氮气发生器能够产生高质量(>99％)的氮气气体。氮气发生器通过一堆专门设计的过滤膜提供干燥、经过滤且已加热的空气。这些膜将氮气与CO₂和O₂废气分离，并且将氮气传送至运送管或者其他合适的管道，以用于运送至空气调节器的入口18并且运送至设备10。

空气调节器16经由第一气体管道22与加热器20流体连通并且还与泵12流体连通。空气调节器16使气体能够从空气调节器16引导至加热器20并且引导至泵12。第一气体管道22作为单个管道从空气调节器16延伸并且分成两部分以将气体输送至泵12和加热器22两者。第一气体管道22的引导至泵12的部分可以配装有直列式可调节阀以调节进入的化学试剂的压力。气体在第一端部24处或者邻近于第一端部24穿过加热器入口26进入加热器20。

在图1和图3示出的实施方式中，加热器20是直列式空气加热器(inline airheater)。理想地，加热器20设计成用于大量的空气流并且用于快速加热引入加热器20中的空气或者气体。还优选的是，加热器20能够将引入加热器20中的气体加热至显著的温度，同时在加热器20的外部基本上保持环境温度。加热器20由诸如单相电源之类的电源(未示出)提供动力。

加热器20可以通过控制装置30编程到期望的温度。控制装置30可以是可编程序逻辑控制器(PLC)。控制装置30既控制加热器20的开/关功能又控制管理温度。至少部分地参考在任何特定的熏蒸处理过程中使用的特定化学试剂来管理温度。例如，如果化学试剂是甲酸乙酯，则加热器20被编程为加热至约180℃至约250℃的温度，或者如果需要提高经蒸发的化学试剂进入处理区域的流量，则加热器被编程为加热达到约300℃。化学试剂的沸点越高，需要蒸发化学试剂的能量越高。甲酸乙酯具有熏蒸中最通常使用的商业可用的化学试剂的最高沸点。因此，设备10可以用于蒸发具有较低沸点的其他化学试剂，其他化学试剂比如但不限于溴甲烷和环氧丙烷。通过适当地调节和控制使用中的加热器20的温度，设备10可以用于蒸发各种化学试剂，包括易燃和不易燃的化学试剂。

气体在第一端部24处或者邻近于第一端部24进入加热器20，气体可以在加热器20内部加热至期望的温度并且在相反的第二端部28处或者邻近于相反的第二端部28穿过加热器出口32排出。气体以范围在约1巴与8巴之间的压力流入和流出加热器20。特定的熏蒸应用要求压力量在约2巴与3巴之间，但这可以根据处理区域的体积以及熏蒸剂的施用的期望量而改变。出口32与第二气体管道34流体连通，该第二气体管道34可以是绝热的并且朝向混合室36延伸并将热气体输送至混合室36。

随着第二气体管道34靠近混合室36，管道34分成两个独立的通道，从而将热气体流分成第一热气体流50和第二热气体流52。第一热气体流50在位于颈部部分44处的第一室入口46处被引导至混合室34中。

第二热气体流52经由第二室入口48进入混合室36，该第二室入口48位于混合室36的第一端部40处或者邻近于混合室36的第一端部40。在该布置中，第二热气体流52可以沿与第一热气体流50的进入方向不同的方向被引导至混合室36中。在图中示出的实施方式中，第二热气体流52大致垂直于第一热气体流50的进入的方向被引导至混合室36中。

第一热气体流50可以经由喷嘴56或者邻近于喷嘴56进入混合室36，化学试剂流通过该喷嘴56被引导至混合室36中，从而作为化学试剂颗粒流进入。因此，第一热气体流50在混合室36的颈部部分44中接触化学试剂颗粒流，从而开始化学试剂流的蒸发。有利地，在进入颈部部分44并且与第一热气体流50接触之前，通过喷嘴56进行试剂的雾化有助于蒸发过程，因此，化学试剂颗粒的蒸发在与第一热气体流50接触时基本上是瞬时的。

因此，化学试剂的蒸发在混合室36的颈部部分44中开始。经蒸发的化学试剂朝向长形本体部分38行进，在长形本体部分38处，经蒸发的化学试剂与第二热气体流52会合且相交，进入本体部分38中的第二热气体流52大致垂直于经蒸发的试剂流和/或第一热气体流50。第二热气体流52提供了载气流，由此载气与经蒸发的化学试剂的混合邻近于第二热气体流52的进入点发生，以产生化学试剂/气体蒸气的混合物。进入混合室36中的第二热气体流52的流动通常可以处于约2巴或更高的压力，但是对于大体积处理应用而言可以增加至约6巴。

经蒸发的化学试剂与第二热气体流52的会合及相交产生了明显的湍流，从而有效地将经蒸发的化学试剂与由第二热气体流52提供的载气混合。这种将化学试剂流与第一热气体流50以及第二热气体流52的混合有助于化学试剂在混合室36的颈部部分44和本体部分38两者中的快速相变。

化学试剂/气体混合物可以通过第二热气体流52被引导穿过混合室36的本体部分38并且朝向混合室36的第二端部42引导。化学试剂/气体混合物通过出口54排出混合室36。出口54可以具有足够尺寸的孔口，以维持适当的压力来迫使化学试剂/气体混合物向外、朝向处理区域并进入处理区域，并且以使化学试剂的冷凝最少。出口54可以通过合适的装置连接至绝缘运送管(未示出)，该绝缘运送管将化学试剂/气体混合物运送至需要处理的区域。运送管具有足够的长度以将化学试剂/气体运送至处理区域，但是运送管也足够短并且具有适当尺寸的直径，以避免当蒸气从出口54行进至处理区域时蒸气的任何明显的冷却和再冷凝。

设备10的上述部件、特别地泵12、空气调节器16、加热器20和混合室36可以被保持或以其他方式容纳在壳体60中。壳体60可以包括框架和盖。在图1至图3示出的实施方式中，壳体60包括聚合物壳。期望地，聚合物壳可以是轻质的并且防水、防碎和防尘。因此，蒸发设备10可以呈现为大致紧凑且可移动的单元。可携带性允许设备10由单个操作者从一个处理位置容易地移动至另一处理位置。蒸发设备10的便携式性质和紧凑性使得能够在诸如小粮仓之类的小区域中以及在诸如仓库、建筑物和船舱之类的较大区域中使用。

现在参照图2，图2示出了另一实施方式，其中，设备101可安装在背包结构上，从而在熏蒸处理应用期间使操作者能够将设备101的功能部件佩戴在操作者的背上。在该实施方式中，混合装置是雾化喷嘴56。雾化喷嘴56可以位于喷杆58的端部处，并且喷嘴56的操作可以由诸如手动操作式触发器之类的致动器(未示出)来控制。

在该实施方式中，热气体流50排出加热器20并且被引导至雾化喷嘴56。第二液体管道15将化学试剂作为独立的流朝向雾化喷嘴56引导。朝向且通过喷嘴56的气体流和化学试剂流的流动可以通过压下手动操作式触发器来启动，并且可以通过释放触发器而停止。

操作者将喷嘴56朝向将要处理的区域引导，保持喷杆58的端部和喷嘴56距离将要处理的表面约30cm至60cm。热气体流和化学试剂流在喷嘴56中会合，因此，热气体流与化学试剂流接触并混合，从而部分地蒸发化学试剂并且将流体分解成细颗粒。经蒸发的化学试剂、热气体以及化学试剂的颗粒的混合物作为部分蒸发的喷雾从喷嘴56排出。

因此，气体和化学试剂的组合的混合物可以作为薄膜施用于表面，使表面具有潮湿的外观，但这可以从被处理的表面迅速蒸发。经处理的表面的通过热气体流的应用而升高的表面温度用于完成化学试剂的蒸发。

该实施方式的其他部件基本上如上文关于第一实施方式所描述的，其中，一个或更多个部件的重量在实际可能的情况下被最小化。气体源和化学试剂源可以保留在设备101外部，其中，操作者的运动仅受连接至这些源的附接件的限制。替代性地，比如可以通过将气体和/或化学试剂的容器附接至设备101来提供相对小但具有所包含的数量的气体和化学试剂源，其中，这些源基本上如上所述连接至设备101的部件。

该实施方式对于表面应用具有特定的用途，包括处理空的容器以减轻一旦将诸如大宗商品之类的材料引入容器中而有害生物侵扰的风险。

在使用中，化学试剂源和气体源各自局部地安置在设备10和需要处理的区域。气体源和化学试剂源分别经由空气调节器入口18和第一液体管道14各自连接至设备10。在气体源是诸如氮气发生器之类的气体发生器的情况下，气体源被激活，直到达到所需的气体纯度为止。当气体源是氮气时，优选地实现>99％的氮气纯度，更优选地实现约>99.4％的氮气纯度。

化学试剂可以在泵12的作用下通过第一液体管道14和第二液体管道15吸入设备10中并且被朝向混合室36的第一室入口46处的喷嘴56引导。气体可以通过空气调节器16从气体源经由第一气体管道22朝向加热器入口26输送。加热器20可以由控制装置30来操作以打开并且加热至预定温度，该预定温度至少部分地参考在处理应用中使用的化学试剂以及/或者参考气体源来确定。

气体在加热器20中被加温至预定温度。热气体经由加热器出口32排出并且经由第二气体管道34朝向混合室36引导，热气体在到达混合室36之前分成第一热气体流50和第二热气体流52。第一热气体流50经由第一室入口46进入混合室36，因此，第一热气体流50与经由喷嘴进入混合室36的化学试剂的液体颗粒流接触，从而蒸发液体颗粒。

然后，经蒸发的化学试剂颗粒与进入混合室36中的第二气体流52接触。第二热气体流52与经蒸发的化学试剂颗粒在混合室中混合，从而形成经蒸发的化学试剂/气体混合物。该经蒸发的化学试剂/气体混合物是适合施用至处理区域的熏蒸剂。

试剂/气体混合物在作为载气的第二热气体流52从混合室36的第一端部40朝向第二端部42的运动的作用下被朝向混合室出口54引导并且引导出混合室出口54。化学试剂/气体混合物通过绝缘运送管被输送并且施用于处理区域。

在完成对处理区域的熏蒸处理时，设备10可以关闭或者断电，从而使气体和化学试剂的流动停止。根据需要，设备10可以在此后的任何时间用于其他处理应用中。

如果其他处理应用需要使用与先前应用中使用的化学试剂不同的化学试剂，则可以首先冲洗设备10以去除第一化学试剂的残留物。有利地，由于化学试剂未存储在设备10中，并且化学试剂的蒸发在任何应用中都基本上完成，因此在使用之后几乎没有化学试剂残留物残留在设备10中。因此，设备10的冲洗或以其他方式清洁以使得能够使用不同的化学试剂可以与下述内容一样简单：代替化学试剂，按照标准操作程序将例如水的合适的溶剂泵送且运行至设备10中，并且通过各个部件。在利用所述溶剂冲洗合适的时间段之后，然后设备10可以与完全不同的化学试剂使用。

操作的示例

示例1：运输容器的熏蒸

使用本公开的设备10，对通用标准运输容器(30m³至60m³)进行处理，以使甲酸乙酯的目标浓度达到90g/m³。容纳在筒中的一定体积的液体甲酸乙酯安置在设备10旁边。从泵12延伸的第一液体管道14穿过筒的盖插入至筒的底部。沉淀物过滤器附接至第一液体管道14的端部，以防止任何颗粒被吸入泵12中。

氮气源经由入口18连接至空气调节器16并且作为氮气气体流被引导至加热器20中。混合室36的出口54连接至安置在两个闭合的运输容器门之间的歧管，并且随后连接至运送管。歧管制造成将经蒸发的甲酸乙酯引导至运输容器中。

蒸发设备10通过控制装置30来启动，从而打开加热器20并且将加热器20设置成将氮气气体流加热至约200℃。当热氮气气体流与甲酸乙酯流在混合室36中接触时，甲酸乙酯被蒸发并且与热氮气气体混合以产生甲酸乙酯/氮气气体混合物。

甲酸乙酯和氮气气体的混合物以每分钟400mL的流量且以2.5巴的压力施用于容器，直到筒中的液体甲酸乙酯的体积已经被蒸发设备10消耗并蒸发，并且输送至容器中。然后关闭设备10并且使氮气气体的流动停止。运送管与出口54和设备10断开连接，并且容器基本上密封以开始熏蒸暴露期。

示例2：利用溴甲烷和环氧丙烷的熏蒸

本公开的设备10基本上如示例1中所述来操作，以确认设备10蒸发多种化学试剂并且产生适合施用于需要通过熏蒸处理的区域的熏蒸试剂或者制剂的能力。

一定体积的液体溴甲烷(沸点3.56℃)安置成经由第一液体管道14与设备10流体连通。如上所述氮气源被连接并且设备10被启动，从而将氮气气体流加热并且将液体溴甲烷吸入并引导至设备10中。当热氮气气体流与溴甲烷流接触时，溴甲烷被蒸发并且与热氮气气体混合以形成不易燃的溴甲烷/氮气气体混合物。产生的气体混合物适于用作熏蒸剂制剂，并且以1升/分钟的流量施用。

在完成溴甲烷蒸发测试之后，通过利用一定体积的水代替溴甲烷使设备10运转来将溴甲烷冲洗出设备10。

随后，设备10安置成与一定体积的环氧丙烷(沸点35℃)流体连通。如上所述氮气源被连接并且设备10被启动。液体环氧丙烷流与热气体流接触、蒸发并且与热氮气气体混合以形成不易燃的环氧丙烷/氮气气体混合物。产生的气体混合物适于作为熏蒸剂制剂施用，并且以0.85升/分钟的流量施用。

这些试验证明设备10可以由多种化学试剂产生不易燃的熏蒸剂制剂的蒸气。溴甲烷是全球最常用的农业液体熏蒸剂中的一种熏蒸剂。环氧丙烷广泛用于干果和坚果的巴氏杀菌。如上所述，甲酸乙酯具有广泛的适用性。将一系列化学品与设备10一起使用的能力有利地提供了基本上无限范围的熏蒸溶液。上述试验证明设备10可以有效地蒸发甲酸乙酯并且将甲酸乙酯转化为不易燃的熏蒸剂制剂。设备10还可以蒸发具有较低沸点的其他化学试剂。设备10被认为能够蒸发具有约为120℃或更低的沸点的任何液体，并且能够从该液体中产生不易燃的熏蒸剂蒸气。设备10还被认为能够根据需要主要通过增大使用中的加热器20的温度来蒸发具有较高沸点的液体。

示例3：运输容器的表面处理

使用本发明的背包变型，利用甲酸乙酯和氮气气体的组合混合物处理通用标准运输容器(30m³至60m³)。氮气气体被加热至约180℃的温度以形成热氮气气体流。通过压下位于喷杆上的手动操作式触发器，热氮气气体流和液体甲酸乙酯流朝向位于喷杆的端部的雾化喷嘴引导，这使得泵能够使热氮气气体流和液体甲酸乙酯流各自开始流动。

喷杆的端部保持在待处理的表面或区域上方约30cm至60cm之间并且朝向待处理的表面或区域引导。将热气体和液体甲酸乙酯的组合混合物作为薄膜施用于表面，从而形成具有潮湿表面的外观，并且在施用之后不久从表面迅速蒸发。具有潮湿表面的最初外观为操作者提供了指示：表面的哪些部分已经被处理过。

以每分钟400mL的流量且以2.5巴的压力施用气体和甲酸乙酯的混合物，并且使甲酸乙酯的目标浓度达到90g/m³。

示例4：监测运输容器中的甲酸乙酯浓度

在装载量约为容量的80％且尺寸为20英尺(20’)的运输容器中使用甲酸乙酯加高浓度氮气气体熏蒸来进行本公开的设备的试验。膜分离氮气发生器用于现场生产99％的纯氮气。

在试验开始之前，将三个监测管线安置在运输容器内部。监测管线使气体样品能够通过附接至气体检测装置的泵从容器抽出。在该试验中，使用配装有特定传感器的G460气体检测装置，以用于测量浓度在0体积％至5体积％之间的甲酸乙酯。监测管线安置在运输容器的(i)后部地板处；(ii)中央中间部；以及(iii)前顶部空间。专用的应用歧管配装在运输容器的门之间，以有助于将由设备产生的甲酸乙酯蒸气施用于容器内部的应用。

将体积为三升的99％的食品级纯甲酸乙酯用于试验。根据上文所述，该体积的甲酸乙酯通过设备来蒸发。包括加热器的暖机时间在内，蒸发并施用三升甲酸乙酯所花费的时间为40分钟。当施用过程完成时，获取一组初始的气体浓度读数。在这些初始读数中，在所有三个测试位置处均观察到甲酸乙酯的浓度接近5体积％或者50,000ppm，注意G460气体检测装置的测量范围为0体积％至5体积％。这些初始测量值表明甲酸乙酯蒸气在整个容器中均匀分布。

在5小时的暴露时间之后，获取第二组气体浓度读数。还观察到这些测量值接近气体检测装置的最大范围。由于读数接近5％，监测管线在该读数后不久便被移除，以保护监测器内的甲酸乙酯单元免受过饱和。

如下曲线图图示了从施用完成(0小时)至施用后5小时在监测位置中的每一个监测位置处的甲酸乙酯浓度测量值的变化。

本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的广泛总体范围的情况下，可以对上述实施方式进行多种变型和/或改型。因此，本实施方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (27)

1.一种蒸发设备，包括：

加热器，所述加热器与气体流流体连通；以及

混合装置，所述混合装置与化学试剂流流体连通，

其中，所述加热器将气体加热以产生热气体流，并且所述热气体流被引导至所述混合装置，由此所述热气体流接触所述化学试剂流，从而使所述化学试剂流的至少一部分蒸发。

2.根据权利要求1所述的蒸发设备，其中，所述热气体流和所述化学试剂流混合，以提供基本上不易燃的熏蒸剂试剂。

3.根据权利要求1或2所述的蒸发设备，其中，所述气体流和/或所述化学试剂流来自位于所述蒸发设备外部的源。

4.根据权利要求3所述的蒸发设备，其中，所述气体流通过空气调节器和/或泵被引导至所述蒸发设备中。

5.根据权利要求3或4所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂流通过泵被引导至所述蒸发设备中。

6.根据权利要求5所述的蒸发设备，其中，所述泵是空气操作式泵或者气体操作式泵。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂是适于用作熏蒸剂的化学组分。

8.根据权利要求7所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂是液体。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述加热器将所述气体流加热至预定温度，所述预定温度至少部分地参考所述化学试剂的组分和/或所述气体的组分来确定。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述混合装置是混合室。

11.根据权利要求10所述的蒸发设备，其中，所述热气体流分成第一热气体流和第二热气体流，并且所述第一热气体流在第一室入口处进入所述混合室，并且所述第二热气体流在第二室入口处进入所述混合室。

12.根据权利要求11所述的蒸发设备，其中，所述第一热气体流沿第一方向进入所述混合室，并且所述第二热气体流沿第二方向进入所述混合室。

13.根据权利要求12所述的蒸发设备，其中，所述第一方向和所述第二方向基本上彼此垂直。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂流经由喷嘴进入所述混合室，由此所述化学试剂流基本上作为化学试剂颗粒流进入所述混合室。

15.根据权利要求14所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂流的蒸发从所述化学试剂颗粒流与所述第一热气体流的接触开始，从而提供了经蒸发的化学试剂。

16.根据权利要求15所述的蒸发设备，其中，所述第二热气体流接触所述经蒸发的化学试剂，从而形成化学试剂/气体混合物。

17.根据权利要求16所述的蒸发设备，其中，所述化学试剂/气体混合物按照所述第二热气体流的流动方向被引导到所述混合室的外部。

18.根据权利要求11至17中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述混合室包括长形本体和颈部部分，所述颈部部分从所述本体部分向外延伸，其中，所述第一热气体流在所述颈部部分处或邻近于所述颈部部分进入所述混合室，并且所述第二热气体流在所述长形本体的端部处或邻近于所述长形本体的端部进入所述混合室。

19.根据权利要求1至9中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述混合装置是雾化喷嘴。

20.根据权利要求19所述的蒸发设备，其中，所述雾化喷嘴与所述气体流和所述化学试剂流流体连通。

21.根据前述权利要求中的任一项所述的蒸发设备，其中，所述气体流包括惰性气体。

22.一种利用熏蒸剂对需要处理的区域进行处理的方法，所述方法包括将气体流加热以提供热气体流，并且使所述热气体流与化学试剂流接触，其中，所述化学试剂流的至少一部分蒸发，并且经蒸发的化学试剂施用于所述需要处理的区域。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述热气体流与所述化学试剂流混合以形成化学试剂/气体混合物，并且所述化学试剂/气体混合物施用于所述需要处理的区域。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所述化学试剂是适于用作熏蒸剂的化学试剂。

25.根据权利要求22至24中的任一项所述的方法，其中，所述化学试剂是易燃液体。

26.根据权利要求22至24中的任一项所述的方法，其中，所述化学试剂是不易燃液体。

27.根据权利要求22至24中的任一项所述的方法，其中，所述化学试剂选自甲酸乙酯、环氧丙烷和溴甲烷。

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