CN212728765U - 一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其包括分离脱除单元，分离脱除单元具有第一进气端、第一出气端和第二出气端，第一进气端用于与密闭仓的内部的左端连通，第一出气端用于与密闭仓的内部的右端连通，第二出气端与密闭仓的外部连通，吸附分离组件上设置有吸附剂组件，以将密闭仓内的空气中的氧气和/或除氧气外的其他气体吸附，并分离出氧气和除氧气外的其他气体，所述第一抽吸件用于对所述吸附分离组件抽真空，并将氧气和/或除氧气外的其他气体分别从第二出气端和所述第一出气端排出；本实用新型提供的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置和方法，既起到了间接充氮防虫的作用，亦保持了密闭仓内的湿度，利于作物的贮存。

Description

一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置

技术领域

本实用新型涉及仓储害虫机械充氮防治技术领域，具体地为一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置。

背景技术

长期以来，应用磷化铝的熏蒸贮存粮食、烟叶的防虫技术为我国农产品仓贮安全、降低虫蛀库损发挥了重要的作用。2011年农业部、工业和信息化部等五部门第1586号公告停止磷化铝在内的22种农药新增田间试验申请、登记申请及生产许可申请；2015年12月17日,环保部发布了《环境保护综合名录(2015年版)》,将磷化铝、氯磺隆和灭线磷列为高环境风险产品，磷化铝熏蒸剂政策性禁用的趋势已经成型。

替代磷化铝熏蒸防虫的重要手段是使用制氮机进行机械充氮气调防虫技术，其基本原理是利用制氮机将从空气中分离出来的高纯度氮气通过输气管道充入进入密封密闭仓中，氮气置换出密闭仓中的氧气，保持仓间中的低氧环境，来实现贮藏物的低氧防虫目的。

机械充氮防治的基本原理是利用制氮机将从空气中分离出来的高纯度氮气通过输气管道充入密闭仓，氮气置换出密闭仓中的氧气并形成密闭仓中的低氧气防虫的环境。中国储备粮管理总公司已经于2009发布行业技术标准Q/ZCL T8—2009《氮气气调储粮技术规程》(试行)、2011年发布《氮气气调储粮工程设计规范》(试行)T9-2011Q/ZCL，规范中推荐使用变压吸附制氮和中空纤维膜分离制氮的制氮机技术；烟草行业2018年修订整合的行业标准《片烟贮存养护---自然醇化法》中将变压吸附制氮机和机械充氮气调杀虫推荐为防虫技术并陆续在卷烟厂推广应用，上述制氮机及充氮技术主要有：

1)变压吸附制氮(PSA制氮机)。在等温的情况下,吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加,并随着压力的降低而减少,同时在减压(降至常压或抽真空)过程中,放出被吸附的气体,使吸附剂再生,外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。

具体地讲，其以空气为原材料,利用碳分子筛对氮和氧的选择性吸附性能把空气中的氮和氧分离出来，一段时间后,分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性,降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

2)真空压力回转吸附制氮机(VPSA制氮机)。其可以去除密闭仓内气体(循环式)或者外界空气(注入式)中的氧气，保留很高的氮气含量。VPSA在相对低的压力1-1.5bar下工作，且VPSA可以通过高效的真空技术来清洁活性炭，以确保过滤筛绝对的无尘、无湿气。与PSA和膜制氮设备相比可以节省40％的耗能；VPSA需要两条PVC管道与库方相连(进气和回气)在循环模式中的不断提高输出氮气的纯度

3)膜分离制氮。利用不同气体组分在膜中的渗透、扩散速率不同，压缩空气经过过滤器进入膜分离器后，空气中的水蒸气、氧气快速透过膜壁进入膜的另一侧被富集排空；氮气透过膜壁的相对速率慢而留在膜中，富集后的氮气被作为产品气输送至密闭仓等应用使用场所。

综上，上述三种制氮机及充氮技术的特点主要为：

PSA制氮机：主要以优质碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理对空气进行选择性吸附，以达到氧、氮分离的目的。使用高压风机、空压设备，设备的气体出口的压力为高压，采用开放式取气模式。

VPSA制氮机：主要以优质碳分子筛为吸附剂，在相对低的压1-1.5bar下工作，VPSA需要两条管道与密闭仓相连(进气和回气)，主要依靠采用循环式取气模式，在循环模式中的不断提高输出氮气的纯度。

膜分离制氮机：由空压机和最为重要的膜分离器组成，压缩空气经过过滤器进入膜分离器后，空气中的水蒸气及氧气快速透过膜壁进入膜的另一侧而与氮气分离。开放式取气与半封闭取气模式相结合，采用高压风机、空压机设备，设备气体出口的压力为高压。

然而，上述PSA制氮、膜分离制氮设备均采用以空气为原料制取氮气，解决了环境污染的问题，单位时间内产氮气效率高、氮气纯度大，但也存在以下方面的问题：农产品在贮存期间需要保持一定的含水率，含水率过高则易发生霉变，但是含水率过低则容易发生失水碎损，甚至影响农产品的内在品质，特别是烟叶的醇化品质会受到严重影响，另外，烟丝作为卷烟加工过程中的半成品，在卷制成品烟之前也往往需要预防性充氮杀虫。而无论是变压吸附制氮还是膜分离制氮设备，制取的氮气都是将水蒸气分离出去后的干燥的氮气，充氮杀虫会造成大量的水分流失，在北方干寒地区，充氮杀虫导致粮食、烟叶失水碎损现象更加严重，大大降低了农产品的商品价值。

为了解决以上问题，有以下公开的充氮结合调湿的防虫技术，但都存在不同方面的技术缺陷：

1)申请号201910896761.2的专利采用气调仓内设置风机、反应室、加热器、冷却器、加湿器和除湿器的气调降氧技术，通过在反应室内放置气调剂来调节烟垛内氧气浓度，通过加热器、冷却器、加湿器和除湿器来调节烟垛内湿度。该技术虽然可以实现调节堆垛内氧气浓度和湿度，在降氧杀虫的同时保持堆垛内湿度处于适宜状态，但存在气调剂反应后的大量的残渣处理难题、设备配置复杂、能耗高和综合成本较高的问题。

2)申请号为201810559193.2的专利采用“充氮气调快速降氧+气调剂长效耗氧控湿”综合气调技术，通过机械充氮气调降氧除湿+化学气调剂耗氧控湿来进行充氮调湿，解决了单一使用气调剂导致的结露和烟叶霉变的问题，但仍是以充氮气调除湿为主，烟叶失水无法有效补充，还存在后期投放气调剂时氧气回升的问题、气调剂反应后的残渣处理问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，以解决上述提及的干寒等地区粮食、烟叶等作物在仓贮机械充氮过程中导致的失水破损及品质下降的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置,包括：

分离脱除单元；

所述分离脱除单元具有第一进气端、第一出气端和第二出气端，所述第一进气端用于与密闭仓的内部的一端连通，所述第一出气端用于与所述密闭仓的内部的另一端连通，以使所述分离脱除单元和所述密闭仓之间形成闭合且循环的回路，所述第二出气端用于连通所述密闭仓的外部；

所述分离脱除单元包括吸附分离组件和第一抽吸件，所述吸附分离组件上设置有吸附剂组件，以将所述密闭仓内的空气中的氧气和/或除氧气外的其他气体吸附，并分离出所述氧气和所述除氧气外的其他气体，所述第一抽吸件用于对所述吸附分离组件抽真空，以解吸被吸附的所述氧气和/或所述除氧气外的其他气体，并将所述氧气和除氧气外的其他气体分别从所述第二出气端和所述第一出气端排出。

优选地，所述分离脱除单元包括风机，所述风机具有第一抽气端和第一排气端，所述第一抽气端与所述密闭仓的内部的一端连通，所述第一排气端与所述第一进气端连通。

优选地，所述吸附分离组件包括制氧机，所述制氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有分子筛，以吸附所述除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸气，并将分离出的所述氧气于所述第二出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸气于所述第一出气端排出。

优选地，所述吸附分离组件还包括加湿器和三通管，所述加湿器的出气端与所述三通管的其中一个管口连通，所述三通管的另外两个管口分别与所述第一出气端和所述密闭仓的一端内部连通。

优选地，所述制氧机为低压吸附真空解吸制氧机，所述第一抽吸件为真空泵，所述分子筛为沸石分子筛。

优选地，所述吸附分离组件包括脱氧机和除湿件，所述脱氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第一出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的水蒸气于所述脱氧机的出气端排出至所述除湿件；所述除湿件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口与所述脱氧机的出气端连通，所述第一出气口与所述第一出气端连通，所述第二出气口连通所述密闭仓的外部，所述第二出气口为所述第二出气端。

优选地，所述除湿件包括变压吸附式干燥机，所述变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，所述吸附剂组件还包括第二吸附剂，所述第二吸附剂安装于所述第二吸附塔上，所述第二吸附剂为水蒸气吸附剂，以吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的所述氧气于所述第二出气口排出，所述第二抽吸件用于将所述第二吸附塔抽真空并对所述第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的水蒸气于所述第一出气口排出；所述第一抽吸件和所述第二抽吸件均为真空泵，所述水蒸气吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的一种或多种。

优选地，所述吸附分离组件包括脱氧机和除湿件，所述除湿件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口为所述第一进气端，所述第一出气口与所述第一出气端连通，所述第二出气口与所述脱氧机的进气端连通，所述除湿件用于吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第二出气口排出；所述脱氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附所述氧气，并将分离出的所述氮气于所述第一出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述氧气于所述第二出气端排出。

优选地，所述除湿件包括变压吸附式干燥机，所述变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，所述吸附剂组件还包括第二吸附剂，所述第二吸附剂安装于所述第二吸附塔上，所述第二吸附剂为水蒸气吸附剂，以吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第二出气口排出，所述第二抽吸件用于将所述第二吸附塔抽真空并对所述第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的水蒸气于所述第一出气端排出。

优选地，所述第一抽吸件和所述第二抽吸件均为真空泵，所述水蒸气吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的一种或多种。

本实用新型提供的一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，具有以下有益效果：改变既往机械充氮气调防虫的“使用制氮机将从开放式环境取气并制取高纯度氮气，然后将输入进密闭仓进行防虫”的技术模式为“从密闭仓中抽提空气，从中分离脱除出单一的氧气组分并获得其他气体(其他气体包括氮气与水蒸气)，并将其他气体回输到密闭仓以进行气调杀虫”的技术模式，由此，只改变了空气中氧气浓度的高低，不改变粮食、烟叶等作物养护环境中其他空气成分的浓度或含量，不仅起到防虫的作用，还大大降低设备系统的运行负荷和工艺管控难度，还有效的避免了脱氧充氮作业对粮食、烟叶养护环境的不利影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型提供的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置实施例一的结构示意图；

图2是密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置实施例二的结构示意图；

图3是密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置实施例三的结构示意图；

图4是密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置实施例四的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

粮食或烟叶等作物的贮存，常将堆垛的烟叶、堆垛或散装的粮食置于一密闭的仓体或直接经塑料帐幕覆盖，以使粮食或烟叶封装于密闭的空间内，亦即下述的密闭仓；在密闭仓的外部安装一分离脱除单元，以使密闭仓内的空气所包含的氧气分离后排出，从而使密闭仓内氧气含量降低，达到防虫的效果。

需要说明的是，密闭仓应满足气密性要求，具体而言，密封时，首先将粮食或烟叶等作物盛装在包装袋或包装箱之后于密闭仓内进行堆码存放，当然，粮食也可以散装存放在仓体中，对上述贮存模式下的粮食、烟叶等贮藏物，可使用0.05～0.16mm厚度的尼龙复合塑料薄膜，按照贮藏物堆码形成的立体尺寸大小裁制成为塑料帐幕并将堆存作物密封覆盖形成一种塑料帐幕覆盖下的密闭仓，为确保密闭仓的气密性，可对塑料密闭帐幕的表面和四周进行封固和查漏补洞工作，采用负压检测法测试密闭仓的气密性，使得密闭仓不低于二级气密性标准。

可以理解的是，上述密闭仓亦可以利用各种金属、塑料、砖瓦、钢筋混凝土制作成为各种几何形状和容积的密闭仓。

实施例一：

如图1所示，本实用新型提供的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置包括分离脱除单元1；

分离脱除单元1具有第一进气端11、第一出气端12和第二出气端13，第一进气端11用于与密闭仓2的内部的左端连通，第一出气端12用于与密闭仓2内部的右端连通，以使分离脱除单元1和密闭仓2之间形成闭合且循环的回路，即密闭仓2内的空气经第一进气端11进入分离脱除单元1的内部，而后经第一出气端12回流至密闭仓2的内部，第二出气端13用于连通密闭仓2的外部；

分离脱除单元1包括吸附分离组件和第一抽吸件，吸附分离组件上设置有吸附剂组件，以将密闭仓内的空气中的氧气和/或除氧气外的其他气体吸附，并分离出氧气和除氧气外的其他气体，并使分离出的氧气于第二出气端13排出，第一抽吸件用于对吸附分离组件抽真空，以解吸被吸附的氧气和/或除氧气外的其他气体，并将氧气和除氧气外的其他气体分别从第二出气端13和第一出气端12排出。

需要注意的是，此处氧气和/或除氧气外的其他气体中的“除氧气外的其他气体”既可以指代除氧气外的其他气体，其包括水蒸气和氮气等，亦可以指代水蒸气或氮气中的一种。

还需要注意的是，第一进气端11、第一出气端12与密闭仓2之间优选采用内径10～100mm的塑料、橡胶或金属管材的管道连通，并通过管道接头与密闭仓2的塑料帐幕表面相对接，为保证密闭仓2的气密性，可在连通后检查管道与塑料帐幕接合处是否存在漏气现象并进行必要的补漏工作。

特别地，密闭仓2的数目为一个或多个，以通过管道的串接或并接使分离脱除单元1的第一进气端11与每一密闭仓2的内部连通，使分离脱除单元1的第一出气端12与每一密闭仓的内部连通。

进一步地，分离脱除单元1包括风机(图中未示出)，风机具有第一抽气端和第一排气端，第一抽气端与密闭仓2的内部的左端连通，第一排气端与第一进气端11连通，以在风机的动力驱动下将密闭仓2内的空气抽出并输送至第一进气端11。

优选地，分离脱除单元1包括吸附分离组件和第一抽吸件，吸附分离组件上设置有吸附剂组件，以将密闭仓2内的空气中除氧气外的其他气体吸附，并分离出氧气，第一抽吸件用于对吸附分离组件抽真空，以解吸被吸附的除氧气外的其他气体并将其从第一出气端12排出。

优选地，吸附分离组件包括制氧机1A，制氧机1A包括第一吸附塔，吸附剂组件包括第一吸附剂，第一吸附剂安装于第一吸附塔上，第一吸附剂上设置有分子筛，以吸附除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸气，并将分离出的氧气于第二出气端13排出，第一抽吸件用于将第一吸附塔抽真空并对第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸气于第一出气端12排出。

具体实施时，风机将密闭仓2中的空气抽入到制氧机1A内部的第一吸附塔中，所抽出的空气经制氧机1A中过滤器的过滤去除灰尘颗粒后，之后在风机的增压下被吸入第一吸附塔内并流经第一吸附剂上的分子筛，在流经分子筛的过程中，空气中除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸气被吸附，氧气则直接通过分子筛并汇集到第一吸附塔的顶部，以此实现氧气和除氧气外的其他气体的分离；在风机动力驱动下的空气流经第一吸附塔并依靠空气中的不同组分在分子筛上被吸附程度的差异而实现分离，通过第一抽吸件的抽真空解吸以释放除氧气外的其他气体，释放后的除氧气外的其他气体于第一出气端12排出并回流到密闭仓2中，汇集至第一吸附塔顶部的氧气则经第二出气端13排放到环境大气中，从而使得密闭仓1内除氧气外的其他气体中的水蒸气与氮气留存并回流进密闭仓2的内部；间歇或持续进行上述分离氧气、回流除氧气外的其他气体的操作，直至密闭仓1内的氧气体积百分比浓度下降至2％以下，当然，氧气体积百分比浓度亦可以下降至3％或1％以下。

实施例二：

请继续参阅图2，实施例二与实施例一之间的区别在于，吸附分离组件还包括加湿器14和三通管15，加湿器14的出气端与三通管15的其中一个管口连通，三通管15的另外两个管口分别与第一出气端12和密闭仓1的一端内部连通。

优选地，制氧机1A为低压吸附真空解吸制氧机，第一抽吸件为真空泵，分子筛为沸石分子筛。

具体实施时，可同时启动分离脱除单元1中的制氧机1A和第一抽吸件，并开启加湿器14以同步进行，分离脱除单元1将从密闭仓2中分离出的除氧气外的其他气体与加湿器14产生的水蒸气一同回流到密闭仓2中，密闭仓2内的空气不断被分离脱除单元1回抽进行新的循环脱氧处理，直至密闭仓2内的氧气浓度≤2％、粮食或烟叶含水率达标(相对湿度＞55％)为止，即停止加湿器14的运行；加湿器14的设置，目的在于增强加湿效果，以确保在机械充氮防虫的同时实现对粮食或烟叶等作物的加湿作用。

实施例三：

请继续参阅图3，与实施例一和实施例二的区别在于，吸附分离组件采用脱氧机1B和除湿件16来替换实施例一和实施例二中的制氧机1A。

具体而言，脱氧机1B包括第一吸附塔，吸附剂组件包括第一吸附剂，第一吸附剂安装于第一吸附塔上，第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附氧气和所述除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的除氧气外的其他气体中的氮气于第一出气端12排出，第一抽吸件用于将第一吸附塔抽真空并对第一吸附塔解吸，以使氧气和除氧气外的其他气体中的水蒸气于脱氧机1B的出气端排出至除湿件16。

除湿件16具有第一进气口161、第一出气口162和第二出气口163，第一进气口161与脱氧机1B的出气端连通，第一出气口162与第一出气端12连通，第二出气口163连通密闭仓2的外部，此处的第二出气口163为第二出气端13。

优选地，除湿件16包括变压吸附式干燥机，变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，吸附剂组件还包括第二吸附剂，第二吸附剂安装于第二吸附塔上，第二吸附剂为水蒸气吸附剂，以吸附除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的氧气于第二出气口163排出，第二抽吸件用于将第二吸附塔抽真空并对第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的除氧气外的其他气体中的水蒸气于第一出气口162排出。

优选地，第一抽吸件和第二抽吸件均为真空泵，水蒸气吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的一种或多种。

具体实施时，风机将密闭仓2中的空气抽入到脱氧机1B内部的第一吸附塔中，所抽出的空气被吸入第一吸附塔内并流经第一吸附剂上的碳分子筛，在流经碳分子筛的过程中，氧气和除氧气外的其他气体中的水蒸气被吸附，除氧气外的其他气体中的氮气则富集到第一吸附塔的氮气储罐，以此实现氮气、氧气和水蒸气的分离；被吸附的氧气和除氧气外的其他气体中的水蒸气经抽真空解吸后于脱氧机1B的出气端进入至除湿件16的内部，氮气则回流至密闭仓1内，进入除湿件16内部第二吸附塔的氧气和除氧气外的其他气体中的水蒸气在第二吸附剂的吸附作用下，水蒸气被吸附，氧气则直接穿过第二吸附剂并汇集至第二吸附塔的顶部，而后于第二出气端13排出至外界，被吸附的水蒸气，在第二抽吸件的抽真空下解吸并回流至密闭仓2内；间歇或持续进行上述分离氧气、回流氮气和水蒸气的操作，直至密闭仓1内的氧气体积百分比浓度下降至2％以下，当然，氧气体积百分比浓度亦可以下降至3％或1％以下。

实施例四：

请继续参阅图4，与实施例三的区别在于，脱氧机1B和除湿件16的位置进行了互换。

具体而言，除湿件16具有第一进气口161、第一出气口162和第二出气口163，第一进气口161为第一进气端11，第一出气口162与第一出气端12连通，第二出气口163与脱氧机1B的进气端连通，除湿件16用于吸附除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的氧气和除氧气外的其他气体中的氮气于第二出气口163排出并输送至脱氧机1B。

脱氧机1B包括第一吸附塔，吸附剂组件包括第一吸附剂，第一吸附剂安装于第一吸附塔上，第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附氧气，并将分离出的除氧气外的其他气体中的氮气于第一出气端12排出，第一抽吸件用于将第一吸附塔抽真空并对第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的氧气于第二出气端13排出。

除湿件16包括变压吸附式干燥机，变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，吸附剂组件还包括第二吸附剂，第二吸附剂安装于第二吸附塔上，第二吸附剂为水蒸气吸附剂，以吸附除氧气外的其他气体中的水蒸气，并将分离出的氧气和除氧气外的其他气体中的氮气于第二出气口163排出，第二抽吸件用于将第二吸附塔抽真空并对第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的除氧气外的其他气体中的水蒸气于第一出气端12排出。

优选地，第一抽吸件和第二抽吸件均为真空泵，水蒸气吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的一种或多种。

具体实施时，风机将密闭仓2中的空气抽入到除湿件16的内部，在第二吸附塔中第二吸附剂的吸附作用下，水蒸气被吸附，氧气和除氧气外的其他气体中的氮气则直接穿过第二吸附剂并汇集至第二吸附塔的顶部，被吸附的水蒸气经第二抽吸件抽真空解吸后回流至密闭仓2内，氮气和氧气则直接进入脱氧机1B内；进入脱氧机1B内的氮气和氧气，在第一吸附塔中第一吸附剂的吸附作用下，氧气被吸附，氮气则富集收集于第一吸附塔的氮气储罐，被吸附的氧气经第一抽吸件抽真空解吸后的氧气直接于第二出气端13排出至外界，富集的氮气回流至密闭仓2内；间歇或持续进行上述分离氧气、回流氮气和水蒸气的操作，直至密闭仓1内的氧气体积百分比浓度下降至2％以下，当然，氧气体积百分比浓度亦可以下降至3％或1％以下。

对于实施例三和实施例四所使用的变压吸附式干燥机，亦可以采用转轮除湿机来替代变压吸附式干燥机：具体而言，在实施例三中，经转轮除湿机干燥后的氧气于第二出气端13排放到外界大气中去，转轮除湿机的吸湿转轮再生时释放出来的水蒸气则回流到密闭仓2中；在实施例四中，水蒸气吸附到吸湿转轮上，吸湿转轮饱和后再经过加热再生释放出水蒸气，转轮再生释放的水蒸气回流到密闭仓1中去，转轮除湿机从空气中脱除出水蒸气之后余下的氧气与氮气经过脱氧机1B的分离处理，将氮气与氧气分离出来，其中的氧气于第二出气端13排放到外界大气中去，分离出来的氮气回流至密闭仓2中。

对于实施例三和实施例四所使用的变压吸附式干燥机，亦可以采用膜分离除湿机来替代变压吸附式干燥机：下述仅以实施例三作为示例进行原理说明，在实施例四中的应用不再阐述，具体而言，氧气和水蒸气经过膜分离除湿机时，在动力驱动下的流经膜分离器，依靠氧气、水蒸气在膜分离器中不同的渗透速率而实现分离，氧气为主要成分的“慢气”通过第二出气端13排出至外界大气中去，水蒸气作为“快气”回流到密闭仓2中。

膜分离除湿机的工作原理为：利用空气中水蒸气在膜中的渗透、扩散速率比其它空气组分快的特性，在空气经过过滤器并进入膜分离器后，空气中的水蒸气透过膜壁进入膜的一侧被富集，富集后的水蒸气回流至密闭仓2中；其它脱除水蒸气后的空气组分(亦即本实施例中的氧气)则透过膜壁的相对速率慢而富集在膜的另一侧，并于第二出气端13排出。

对于实施例三和实施例四所使用的变压吸附式干燥机，亦可以采用溶液除湿机来替代变压吸附式干燥机：下述仅以实施例三作为示例进行原理说明，在实施例四中的应用不再阐述，具体而言，氧气和水蒸气经过溶液除湿机时，水蒸气被吸湿性溶液所吸附而被干燥，经过溶液除湿机干燥后的氧气通过第二出气端排出至外界大气中去，溶液除湿机的吸湿溶液再生时释放出来的水蒸气则回流到密闭仓2中。

对于实施例三和实施例四所使用的变压吸附式干燥机，亦可以采用冷冻除湿加湿一体机来替代变压吸附式干燥机：下述仅以实施例三作为示例进行原理说明，在实施例四中的应用不再阐述，具体而言，氧气和水蒸气经过冷冻除湿加湿一体机时，水蒸气经过低温冷凝而被干燥，经过冷冻除湿加湿一体机干燥后的氧气通过第二出气端排出至密闭仓2的外部，冷冻除湿加湿一体机的加湿器生成的水蒸气则回流到密闭仓2中。

冷冻除湿一体机的工作原理为：以空气为原料(亦即本实施例中以氧气和水蒸气为原料)，通过制冷剂蒸发吸热降温的原理将空气冷冻至露点以下，使空气中水蒸气冷凝以脱除水分，脱除后的水分可在收集后利用冷凝器加热蒸发成为水蒸气再回输至密闭仓2中，氧气则通过第二出气端13排出至密闭仓2的外部。

对于实施例三和实施例四所使用的脱氧机1B，亦可采用膜分离制氧设备来替代脱氧机1B：下述仅以实施例三作为示例进行原理说明，在实施例四中的应用不再阐述，具体而言，密闭仓2内的空气被抽出并鼓入至膜分离制氧设备中，膜分离制氧设备中设置有膜分离器，空气流经膜分离器，并依靠氮气、氧气、水蒸气等在膜分离器中不同的渗透速率而实现分离，氮气为主要成分的“慢气”回流至到密闭仓2中，以氧气和水蒸气为主要成分的“快气”经过除湿件16，并将干燥后的氧气排放至外界大气中去，除湿件16再生释放出来的水蒸气回流到密闭仓2中。

当然，前述膜分离制氧设备亦可以采用无机分子筛膜材料制作的膜分离制氧机，该设备通过改良膜材料的表面电荷特性与材料表面特性，使得膜材料对氮气和氩气具有双重“阻拦”作用，氧气被透过，氮气被“物理”截留，从而实现直接从空气中分离纯度达99.5％以上的氧气。

与现有技术相比，本实用新型提供的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置和方法，具备以下优点：

1.从密闭仓中抽提空气，从中分离脱除出单一的氧气组分并获得除氧气外的其他气体，并将除氧气外的其他气体回输到密闭仓以进行气调杀虫，由此，只改变了空气中氧气浓度的高低，不改变粮食、烟叶等作物养护环境中其他空气成分的浓度或含量，不仅起到防虫的作用，还大大降低设备系统的运行负荷和工艺管控难度，还有效的避免了脱氧充氮作业对粮食、烟叶养护环境的不利影响。

2.摆脱既往的机械充氮防虫单一依靠制氮机的模式，可以使用市场上供应的不同类别的吸附分离组件和除湿件、加湿机进行集成应用，大大拓宽了设备的选择范围和配置模式，可以使得技术的推广应用门槛更低，设备配置成本更低，操作更加便利。

3.改变既往单一制氮杀虫的技术路线，改变既往开放式取气进行机械制氮的设备运行模式，改变既往以空气为原料单一制取氮气的单一运行模式，通过简单地脱除空气中的氧气的技术路径，可以大大降低设备运行负荷和充氮气调杀虫的目标的达成，可以降低工艺管控难度、降低设备运行能耗。

4.粮食、烟叶贮存期间需要保持一定的相对湿度，特别是在北方干寒地区的保湿措施尤为重要。本发明将分离出的水蒸气回输到密闭仓内进行保湿，在循环充氮模式下也能够保证密闭仓间中的相对湿度的稳定，保障了氮气调防虫期间粮食、烟叶含水率的稳定。

5.对于储存时间较长、已经严重失水的粮食、烟叶，还提供了人工向密封的粮食、烟叶堆垛内人工适量注入水蒸气的技术措施，解决了已经失水的粮食、烟叶品质下降的问题。

以上所述，仅为实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于,包括：

分离脱除单元；

所述分离脱除单元具有第一进气端、第一出气端和第二出气端，所述第一进气端用于与密闭仓的内部的一端连通，所述第一出气端用于与所述密闭仓的内部的另一端连通，以使所述分离脱除单元和所述密闭仓之间形成闭合且循环的回路，所述第二出气端用于连通所述密闭仓的外部；

所述分离脱除单元包括吸附分离组件和第一抽吸件，所述吸附分离组件上设置有吸附剂组件，以将所述密闭仓内的空气中的氧气和/或除氧气外的其他气体吸附，并分离出所述氧气和所述除氧气外的其他气体，所述第一抽吸件用于对所述吸附分离组件抽真空，以解吸被吸附的所述氧气和/或所述除氧气外的其他气体，并将所述氧气和除氧气外的其他气体分别从所述第二出气端和所述第一出气端排出。

2.根据权利要求1所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述分离脱除单元包括风机，所述风机具有第一抽气端和第一排气端，所述第一抽气端与所述密闭仓的内部的一端连通，所述第一排气端与所述第一进气端连通。

3.根据权利要求1所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述吸附分离组件包括制氧机，所述制氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有分子筛，以吸附所述除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸汽，并将分离出的所述氧气于所述第二出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的氮气和水蒸汽于所述第一出气端排出。

4.根据权利要求3所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述吸附分离组件还包括加湿器和三通管，所述加湿器的出气端与所述三通管的其中一个管口连通，所述三通管的另外两个管口分别与所述第一出气端和所述密闭仓的一端内部连通。

5.根据权利要求3所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述制氧机为低压吸附真空解吸制氧机，所述第一抽吸件为真空泵，所述分子筛为沸石分子筛。

6.根据权利要求1所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述吸附分离组件包括脱氧机和除湿件，所述脱氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽，并将分离出的所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第一出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽于所述脱氧机的出气端排出至所述除湿件；所述除湿件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口与所述脱氧机的出气端连通，所述第一出气口与所述第一出气端连通，所述第二出气口连通所述密闭仓的外部，所述第二出气口为所述第二出气端。

7.根据权利要求6所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述除湿件包括变压吸附式干燥机，所述变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，所述吸附剂组件还包括第二吸附剂，所述第二吸附剂安装于所述第二吸附塔上，所述第二吸附剂为水蒸汽吸附剂，以吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽，并将分离出的所述氧气于所述第二出气口排出，所述第二抽吸件用于将所述第二吸附塔抽真空并对所述第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽于所述第一出气口排出；所述第一抽吸件和所述第二抽吸件均为真空泵，所述水蒸汽吸附剂为活性炭、分子筛和活性氧化铝中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述吸附分离组件包括脱氧机和除湿件，所述除湿件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口为所述第一进气端，所述第一出气口与所述第一出气端连通，所述第二出气口与所述脱氧机的进气端连通，所述除湿件用于吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽，并将分离出的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第二出气口排出；所述脱氧机包括第一吸附塔，所述吸附剂组件包括第一吸附剂，所述第一吸附剂安装于所述第一吸附塔上，所述第一吸附剂上设置有碳分子筛，以吸附所述氧气，并将分离出的所述氮气于所述第一出气端排出，所述第一抽吸件用于将所述第一吸附塔抽真空并对所述第一吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述氧气于所述第二出气端排出。

9.根据权利要求8所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述除湿件包括变压吸附式干燥机，所述变压吸附式干燥机包括第二吸附塔和第二抽吸件，所述吸附剂组件还包括第二吸附剂，所述第二吸附剂安装于所述第二吸附塔上，所述第二吸附剂为水蒸汽吸附剂，以吸附所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽，并将分离出的所述氧气和所述除氧气外的其他气体中的氮气于所述第二出气口排出，所述第二抽吸件用于将所述第二吸附塔抽真空并对所述第二吸附塔解吸，以使先吸附后解吸的所述除氧气外的其他气体中的水蒸汽于所述第一出气端排出。

10.根据权利要求9所述的密闭仓的循环脱氧富氮防虫装置，其特征在于：所述第一抽吸件和所述第二抽吸件均为真空泵。

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