氮气气调储粮技术规程知识浅析

Q/ZCL 中国储备粮管理总公司 发布2009-08-21实施2009-08-21发布氮气气调储粮技术规程（试行）Technical regulation for controlled atmospheres storage by purging nitrogenQ/ZCL T82009Q/ZCL中国储备粮管理总公司企业标准三类资料#IQ/ZCLT82009前 言本标准附录A和附录B为资料性附录。本标准由中国储备粮管理总公司提出并归口。本标准负责起草单位：中国储备粮管理总公司本标准主要起草人：卜春海、高素芬、李克强、付鹏程、杨健、曹阳、李浩杰、陈超胜、罗飞天、莫代亮。本标准为首次发布。三类资料#II氮气气调储粮技术规程1 范围本标准规定了氮气气调储粮的术语和定义、基本要求、气调操作与管理、储藏日常管理、粮食出仓管理、安全要求等内容。本标准适用于达到气密性要求，采用氮气气调储粮的粮仓或粮堆，粮种包括稻谷、玉米、小麦和大豆。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。GB 1350 稻谷GB 1351 小麦GB 1352 大豆GB 1353 玉米GB 2894 安全标志GB 8958 缺氧危险作业安全规程GB 12358 作业环境气体检测报警仪通用技术要求GB l6556 自给式空气呼吸器GB/T 20569 稻谷储存品质判定规则GB/T 20570 玉米储存品质判定规则GB/T 20571 小麦储存品质判定规则LS/T 1211-2008 粮油储藏技术规范LS/T 1213 二氧化碳气调储粮技术规程JB/T 6427 吸附制氧、制氮设备中储粮200531号 粮食安全储存水分及配套储藏技术操作规程（试行）3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 氮气气调储粮向粮堆通入氮气以改变其中的气体组分，达到防治储粮虫霉，延缓粮食品质变化的储粮技术。3.2 制氮设备在常温下将空气中氧气和氮气分离的设备。分离工艺包括变压吸附和膜分离，设备包括固定式和移动式。3.3 供气系统 完成向粮堆输送氮气的系统。由制氮设备、输气管道、进仓管道、控制阀、粮堆内分配管道、环流风机、流量计、压力表等组成。3.4 浓度检测系统 用于测定仓内不同位置氮气含量的成套设备。由取样端头、气体采集管路、取样阀、检测箱和气体浓度检测仪等组成。3.5 粮面气囊 充气能形成一定储气空间的粮堆表面密封粮膜。4 基本要求4.1 实仓气密性要求4.1.1 平房仓膜下气调，实仓气密性 300Pa 升至 150pa 的半衰期不小于 300s。4.1.2 浅园仓整仓气调，实仓气密性 500Pa 降至 250pa 的半衰期不小于 240s。4.2 设备要求4.2.1 变压吸附制氮设备符合 JB/T 6427 的相关要求。4.2.2 空气呼吸器符合 GB l6556 的相关要求。4.2.3 氧浓度报警仪符合 GB 12358 的相关要求。4.2.4 氮气浓度检测仪使用前需校正氧传感器，长期不用时应放在阴凉干燥处。4.2.5 供气管道不漏气，所有阀门开关正确并锁定。4.3 粮食要求4.3.1 入库粮食达到 GB 1350、GB 1351、GB 1352、GB 1353 规定的中等以上（含中等）。4.3.2 入库粮食水分控制在粮食安全储存水分及配套储藏技术操作规程（试行）规定的水分以内。5 仓房气密性处理与气调操作5.1 制定实施方案遵循安全、经济、有效的原则，根据粮库人员和管理情况、粮食品种、粮食入仓质量和时间、粮情以及粮食轮换计划等因素，制定实施方案，内容包括气调储粮规模、人员和任务分工、气密性处理、充气仓房和时间、氮气浓度和保持时间、数据检测、安全生产等。5.2 气密性检测5.2.1 粮食入仓前，对仓房查漏补漏，达到 LS/T 1211-2008 第 5.1.5 条5.1.8 条的相关要求。5.2.2 粮食入仓前，检测空仓气密性，记录500Pa气密性半衰期。5.2.3 气调充气前，检测实仓气密性，查漏补漏，使气密性达到 4.1.1 或 4.1.2 的要求。5.2.4 气密性检测方法见 LS/T 1213 附录A。5.3 气密性处理5.3.1 平房仓气密处理主要采用薄膜密闭。上年度或秋冬季节入库的粮食，粮面密闭在冬季通风结束粮温最低时实施；春夏季入库的粮食粮面密闭可在充气前实施。5.3.1.1 若漏气部位主要在堆粮线以上，空仓气密性 500Pa 半衰期不小于 120s时，可采用粮面密闭。5.3.1.2 内墙已粘贴隔热气密材料，空仓气密性 500Pa 半衰期不小于 120s，可采用单面密闭。5.3.1.3 内墙已涂刷气密材料，空仓气密性 500Pa 半衰期不小于 120s，可采用单面密闭。5.3.1.4 内墙有一定的裂纹或防水卷材老化以及墙体有较多进出仓管道，且空仓气密性500Pa 半衰期小于 120s时，应采用五面密闭。5.3.1.5 建仓时脚手架为单排架或砌砖之间的砂浆水泥不饱满，应采用五面密闭。5.3.2 平房仓气密性处理部位及具体措施参见附录A。5.3.3 浅园仓气密性处理措施。5.3.3.1 在挡粮门和密闭隔热门之间增设薄膜气密门。5.3.3.2 检查出粮口气密闸板密封元件，更换不合格元件，周边填充硅酮胶，顶紧压紧装置。5.3.3.3 检查进粮孔和进人孔，更换老化或破损气密胶条，加贴软胶垫，拧紧压紧螺钉。5.3.3.4 检查仓顶通风孔，更换老化或破损气密胶条，并加涂密封膏。5.3.3.5 仓底通风口更换气密胶条，漏气部位涂中性硅酮胶补漏。5.4 充气前的准备5.4.1 操作人员5.4.1.1 实施负责人：掌握氮气气调的基本理论知识，能够组织和指导气调作业。5.4.1.2 操作人员：熟悉气密性处理和安全防护及检测设备使用方法，能熟练操作制氮设备。5.4.1.3 安全防护人员：入仓作业时应安排1名以上负责安全防护的人员。5.4.2 布置氮气浓度检测点。5.4.2.1 平房仓，在粮面密闭前布置测气点。在仓房对角线上分别离两角7m、3m以及仓房中间3个位置，每个位置不同粮层深度布置3个检测点：粮堆上层（堆高3/4处 ）、中层（堆高1/2处 ）、下层（堆高1/4处），粮面上仓房中部气囊内1个点，气体取样管宜为管径4mm的耐压软管，埋入粮堆的取样管应带取样头，取样箱内应张贴布管图。5.4.2.2 浅圆仓，在粮食入仓前后分别布置测气点。入仓前，在每个出料口布置一个检测点；入仓后，分别在中心、1/2半径、距仓壁0.5米设三个检测点，每个点三层，上层在粮面下0.5米，下层在扦样器可送达的深度，中层在上下层中间位置，空间浓度检测点设在粮面中心上方1米位置，其它同平房仓。5.4.3 检查供气系统。5.4.3.1 检查制氮设备及其工作环境。5.4.3.2 检查后段流程（如供气管道、进仓阀门开关情况、仓房密闭等）是否准备妥当。5.4.3.3 检查移动式制氮设备是否放置平稳、现场供电是否符合电气安全操作规程。5.4.3.4 检查安全防护装置（如呼吸器等）是否齐全、有效。5.4.4 密闭仓房，每个仓门应加锁并按 GB 2894 的规定张贴警示标志。5.5 充气 5.5.1 气调工艺5.5.1.1 气调杀虫。虫口密度达到一般虫粮及以上等级时，应及时充气杀虫，达到防治目的后，可根据情况，确定是否补气。5.5.1.2 气调防虫。基本无虫粮，上层平均粮温超过 20 时开始充气防虫，氮气浓度低于工艺浓度时，应及时补气。5.5.1.3 气调储藏。无虫粮，上层平均粮温超过 25 时开始充气储藏，氮气浓度低于工艺浓度时，应及时补气。5.5.1.4 对新入的局部水分偏高的粮食，宜在水分平衡、粮情稳定后充气。5.5.2 工艺浓度5.5.2.1 气调杀虫。维持氮气浓度 98 不小于 28 天。5.5.2.2 气调防虫。维持氮气浓度 95。5.5.2.3 气调储藏。维持氮气浓度 90%95。5.5.3 充气方式5.5.3.1 连续充气。变压吸附制氮设备可采用该工艺。从粮堆上部充气，粮面薄膜鼓起时，从地上笼风道口排气，持续充气，若排气浓度达到小于目标浓度 3%5% 时，停止充气，开启环流风机，均匀粮堆内浓度，当检测点浓度差2%时，停止环流。根据仓内浓度情况，重复上述过程，使粮堆氮气浓度达到目标浓度。若使用气囊则继续充气，使气囊隆起。5.5.3.2 间断充气。使用变压吸附制氮设备，且进行尾气回收利用的可采用该工艺。从粮堆上部充气，地上笼风道口不排气，薄膜鼓起后，停止充气，8小时12小时后开启环流风机，均匀粮堆内浓度，从地上笼风道口排气，排气氮气浓度大于85%的富氮空气可通入条件允许的其它仓；重复上述过程，逐步提高仓内氮气浓度至目标浓度后继续充气，使气囊隆起。5.5.3.3 环流降氧。膜分离制氮设备可采用该工艺，从粮堆上部充气，地上笼风道口不排气，薄膜鼓起后，将制氮设备的空气源采集口与机械通风口相连，抽取粮堆和气囊内的富氮空气，制氮设备将富氮空气中的氮和氧分离，氮气通过进仓管道充入粮面气囊。气囊消失时，停止环流；重复上述过程，粮堆内的氮气浓度达到目标浓度后继续充气，使气囊隆起。5.5.4 充气操作5.5.4.1 开启待充气粮仓的进气和排气阀门，关闭不充气粮仓的进气阀门。5.5.4.2 按使用说明书开启制氮设备，调节氮气输出流量对目标仓房充氮。5.5.4.3 根据制氮设备的可调节能力（空压机和冷干机余量、空气净化处理状况、吸附塔的高径比和分子筛），充气初始阶段，以可调节的最低浓度和最大流量充气。对于气调杀虫，当仓房排气浓度达到95%时，调节变压吸附制氮设备出口浓度为99%左右或膜分离设备出口浓度为98%左右，当仓房排气浓度达到97%时，调节变压吸附制氮设备出口浓度为99.5%左右或膜分离设备出口浓度为99%左右。5.5.4.4 充氮期间应防止薄膜破裂或脱落。5.5.4.5 每一阶段充气结束后或粮堆氮气达到目标浓度后，先停止制氮设备 ，再关闭进气和排气阀门。5.6 检测与分析5.6.1 充气时间按附录B测算，当粮堆氮气浓度接近目标浓度时，根据粮仓大小以及制氮设备产量每2小时8小时检测一次各检测点氮气浓度，检测抽气速度宜为25ml/min，检测结果填入记录表，分析氧气置换效率。5.6.2 气调防治或储藏期间，每天检测一次粮堆氮气浓度，检测结果填入记录表，分析氮气衰减与气密性的关系。5.7 尾气利用5.7.1 当仓内氮气浓度达到85%以上时，在充分分析后可开展尾气利用以降低气调成本。5.7.2 不同粮食品种之间不能进行尾气利用。5.8 散气5.8.1 秋季防结露通风前，采用自然通风散气，实施冬季通风降低粮温。5.8.2 粮食出仓前，可采用机械通风散气，使粮堆内氧气浓度不小于19.5。5.8.3 粮堆散气前1个月内，一般不补气。6 储藏日常管理6.1 粮情检测6.1.1 按 LS/T 1211 的规定检测三温两湿。6.1.2 新粮气调可能出现粮情不稳定（如粮温不正常），保管员应根据具体情况进仓检查。6.1.3 气调储藏期间，一般每半个月一次入仓检查气囊是否漏气、气囊鼓起情况，气囊内有无结露。6.2 控温储粮温度是影响粮食品质变化的关键因素，特别是对耐热性较差的粮种，为实现粮食的绿色保质储藏，应采取经济、有效的控温措施。6.2.1 冬季通风降温6.2.1.1 如果粮堆冷心小或冷心温度较高（与已有冬季通风粮温数据相比），在秋冬季节，应散气，按已有的通风模式通风，尽可能降低全仓粮温。6.2.1.2 相关具体要求和技术参数见 Q/ZCL/T 22007。6.2.1.3 在通风降温期间做好防护隔离措施，预防储粮害虫二次感染。6.2.1.4 如果粮堆冷心大，冷心温度较低（与已有冬季通风粮温数据相比），在秋冬季节，也可采取不揭膜环流通风，在保持粮堆内氮气浓度的同时，降低粮堆表层温度。6.2.2 粮堆控温6.2.2.1 在春夏季节，选择采用粮面压盖、排除拱顶或吊顶内的积热、空调制冷、仓顶喷水等措施控制粮温。6.2.2.2 相关具体要求和技术参数见 Q/ZCL/T 32007。6.3 品质检测充氮前和散气后按GB/T 20569、GB/T 20570、GB/T 20571规定的指标检测粮食品质。6.4 评价6.4.1 吨粮运行成本根据用电量、人工和气密处理费用等，计算吨粮成本，评价气调储粮的经济性。6.4.2 害虫防治效果充气前、气调期间、散气后三次按 LS/T 1211 的要求检查储粮害虫，记录害虫防治情况，评价气调防治效果。7 粮食出仓管理7.1 出仓前，按 5.8.2 条的要求散气。7.2 粮面揭膜，折叠好的薄膜妥善存放。7.3 出仓前拆除大门的密封簿膜，以预防害虫感染。7.4 其它应符合 LS/T 1211-2008 第 6.4.4 条和 6.5 条的要求。8 安全要求8.1 气调仓及制氮机房外应按 GB 2894 的有关规定设置安全标志。8.2 专人负责氧气浓度检测仪和报警仪、空气呼吸器等安全保护仪器设备的管理、维修、维护。8.3 单人、酒后、健康状况不佳者以及无关人员禁止进入气调仓，供气和排气阀门禁止擅自操作。8.4 气调储粮期间，宜减少进仓，进仓检查应按 GB 8958 的相关规定，携带氧气浓度报警仪和佩戴空气呼吸器。8.5 进仓前和离开时应清点人数。进入气囊内作业，应有3人以上，2人进入粮堆气囊内作业，1人留在气囊外封闭进人孔及进行安全值勤、递送工具、接应人员进出等工作。8.6 膜内作业时，应随时注意呼吸器储气罐的压力，当压力低于5MPa时应做好出仓准备，达到红线时应立即出仓，紧急情况下，用自带小刀划破薄膜避险。8.7 作业人员与安全防护人员应保持有效联络，安全防护人员不得离岗。8.8 如果人员出现缺氧现象，应立即送到空气流通处；如果表现危险症状，应立即急救。9 附则9.1 氮气气调入仓检查补助可参照磷化氢熏蒸补助标准执行。9.2 在本规程试行中，有何情况和问题，可随时向总公司反映。9.3 各库可根据本单位的实际情况结合本规范制订更详细的实施细则。三类资料#9附录A （资料性附录）气调储粮高大平房仓气密性处理方案A.1 仓房主要漏气部位仓房漏气的部位可分为有形的孔与无形的缝。前者包括面积较大的门窗、盖板类和闸阀类密封的孔洞，后者为不同壁面相交面、构件间的连接缝、墙体和地坪的缝隙。A.1.1 门、窗漏气粮仓每廒间通常有前后两扇或四扇大门，檐墙上有多个窗户。在门框和墙体、门与门框、窗与窗框、铰链连接处易出现缝隙漏气，同时门窗本身也可能漏气。A.1.2 仓顶漏气A.1.2.1 板缝漏气屋架型或折线型高大平房仓拱板间的板缝裂开漏气；彩钢板屋面扣接处的缝隙漏气。A.1.2.2 伸缩缝漏气墙体和屋面结合处的伸缩缝出现缝隙漏气。A.1.3 墙体漏气A.1.3.1 堆粮线以下的墙体墙体防潮性能良好时的漏气部位：两壁面的相交处的缝隙；防水卷材搭接处不牢固或卷材破损处。A.1.3.2 堆粮线以上的墙体一般不设防水卷材，容易漏气。A.1.3.3 施工原因留下的漏气部位砌筑间砂浆不饱满的地方；脚手架孔回堵不严实的地方。A.1.4 工艺孔洞漏气工艺孔洞包括进(出)风口、自然通风口、轴流风机口、检测管与壁面结合处，进风口与墙面的结合处，各类管线留下的隐性孔洞如磷化氢检测管，测温电缆进线管、照明电缆管。A.2 气密性处理方法氮气气调主要采用膜下气调，条件允许时，尽量采用五面密闭。气密性处理部位主要为堆粮线以下的仓体，包括墙体、工艺孔洞、门。另外，为了更好的控温效果，也需对仓房堆粮线以上的仓体进行一定的气密性处理，包括窗户、仓顶板缝、伸缩缝等。A.2.1 墙体处理A.2.1.1 薄膜密封墙体挂膜。挂膜可在粮食出仓前实仓挂膜，也可空仓挂膜。A.2.1.2 涂刷气密涂料在对缝隙采用砂浆水泥密封的基础上，涂刷聚酰胺环氧树脂气密涂料。A.2.1.3 墙角、地面与墙体连接处处理用丙烯酸涂料拌和膏灰填充裂缝，膏灰干燥固化后，用丙烯酸涂料涂覆34遍。A.2.2 仓门气密性改造A.2.2.1 单砖墙密封对粮情稳定、长期储藏的粮食，可在仓门内砌单砖墙、墙面抹灰改善气密性。A.2.2.2 薄膜密封靠门框l0cm处，安装塑钢双槽管，压人薄膜密封，充气时塑料薄膜与门相贴。A.2.2.3 改造气密门改造气密门窗的压紧装置，门框与墙面之间缝隙用玻璃胶密封，门扇之间及与门框结合处用优质“d” 型橡胶管密封。A.2.3 工艺孔洞气密性改造 机械通风口：盖板与机械通风口中间的密封垫更换为“d”橡胶管，接缝处用密封胶嵌缝。 轴流风机口：风机口四周安装槽管，用薄膜密封。 穿墙PVC管：用涂料和腻子搅拌后加入分节丝线塞满压实管口部位，抹平后，涂刷涂料2遍。 测温线电缆接头部位：在四周涂刷涂料2遍用柔性腻子裹平、裹紧后再缠绕丝线，然后用涂料和腻子的混合物抹平，上面粘贴网格布，再在表面涂刷涂料。A.2.4 地坪处理对地面缝隙采用聚氨酯与干砂拌料灌缝，然后再灌聚氨酯处理。A.2.5 单面密闭如果仓房的漏气部位主要为仓顶，采用薄膜单面密闭，处理的部位包括：门、工艺孔洞、地坪、墙体刷气密涂料（备选）。密封的关键是选用塑钢双槽管对仓房现有密封槽管进行加强或更换处理；粮面薄膜可采用双槽压紧。密封粮面薄膜可由厂家订做比仓房尺寸大2m4m的整张PA/PE五层共挤尼龙复合薄膜。A.2.6 五面密闭如果对漏气部位主要为门、墙壁，结合粮食轮换，采用五面封，处理的部位包括：门、工艺孔洞、地坪。粮面密闭同A.2.5，墙体挂膜可采用普通粮膜。A.2.7 其它部位的处理为了达到更好的控温效果，还需注意窗户、仓顶、轴流风机口等部位的气密性处理。A.2.7.1 板缝处理用高弹性丙烯酸墙体防水涂料，双面自粘网格布，柔性腻子，聚丙烯纤维，耐腐蚀丝线等处理。A.2.7.2 伸缩缝处理用单组份聚氨脂粘接剂，聚氯乙烯柔性卷材，柔性腻子，聚丙烯纤维，耐腐蚀丝线等处理。A.2.7.3 窗户处理更换“d”型橡胶密封管，仓内相应位置安装塑钢双槽管薄膜密闭。A.2.7.4 轴流风机口见窗户处理。附录B （资料性附录）氮气气调储粮充气时间计算在不考虑粮食自身呼吸、仓房不漏气以及氧气均匀置换的情况下，充气时间或粮堆内氮气浓度可按以下公式计算。t-充气时间，单位：hv-粮堆空气体积，单位：m3l-制氮设备氮气流量，单位：m3/hx-制氮设备出口浓度y0-粮堆内初始氮气平均浓度y1-粮堆内目标氮气平均浓度