基于互聯網+智能集成磷化氫尾氣熏蒸技術的探究

汪文濤蔡明凡

(1.中南財經政法大學，湖北 武漢 430000;2.武漢職業技術學院，湖北 武漢 430000)

1 磷化氫尾氣熏蒸技術及現狀

從20世紀70年代開始，國際社會就發現磷化氫氣體對農作物的熏蒸殺蟲作用，尤其是美國和日本等發達國家在21世紀中葉將磷化氫氣體作為儲藏種植物主要熏蒸手段。我國改革開放以后，大量的糧儲、出入境倉庫、農作物儲藏間等也主要采用磷化鋁或磷化鎂進行熏蒸殺蟲。

近年來，隨著科學技術的不斷發展，綠色環保低毒甚至無毒的熏蒸需求和理念逐步被各大農作物儲藏公司所接受，低毒氣體熏蒸與充氮殺蟲技術被更多的試驗和小范圍應用，但由于行業慣性和客觀成本等方面的原因，一直無法撼動磷化鋁所占的主體地位。

2016年我國農業部門規定了磷化鋁高毒及人畜居住場所禁止使用的包裝要求；2017年又將磷化鋁藥劑加入了《限制使用農藥名錄(2017版)》的名單中，同年12月，媒體相繼報道了《我國將在5年內全部禁用高毒農藥》的消息，其中援引農業部門消息稱爭取2020年力爭讓磷化鋁退出市場。

綜上，國家將會爭取在5a內淘汰磷化鋁藥劑，在此政策影響下，國內各倉儲企業都相繼開展替代磷化鋁的熏蒸技術或抑氧殺蟲技術的研究和應用驗證，以保證磷化鋁退出市場后農作物儲藏行業防蟲工作的正常開展。

2 磷化氫尾氣過濾技術及處理指標

2.1 常見的磷化氫尾氣過濾回收系統

現階段國內采用的磷化氫過濾吸收設備包括化學吸收塔、配藥裝置、磁力泵、防爆離心風機、在線式磷化氫檢測儀等設備集成后安裝在設備平臺。熏蒸殺蟲倉間采用抽風和鼓風雙管路保證儲藏倉庫密封條件下進行循環過濾回收，保證磷化氫尾氣吸收達標排放。

圖1 傳統磷化氫尾氣回收設備

2.2 工作原理

磷化氫過濾吸收裝置工作原理采用化學吸收法。

在滿足用戶需求的基礎上，本著安全可靠、技術先進、運行穩定、系統優化、操作方便、高效節能的原則進行設計。吸收劑主要采用復合型次氯酸鈣粉劑。其工作原理：

Ca(ClO)2+2H2O→Ca(OH)2+2HClO

2HClO→2HCl+O2↑

HClO+HCl→Cl2↑+H2O

PH3+2O2→H3PO4

2.3 工藝參數及指標

在日常環境條件下，系統運行平穩，滿足環保及相關法律法規、國家標準、行業標準的技術要求。

磷化氫尾氣吸收裝置連續運行7～10d內尾氣排放檢測口磷化氫廢氣含量≤0.2ppm，滿足《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》規定磷化氫職業接觸限值中的最高容許濃度為0.3mg·m-3。

3 磷化氫過濾設備的介紹

3.1 傳統磷化氫過濾設備

傳統的磷化氫過濾吸收設備包括化學吸收塔(雙級)、泵、防爆離心風機、抽風管路、配電柜等。主要采取串聯模式，將化學吸收塔進行串聯，尾部放置防爆抽風機，第一級吸收塔連接倉間抽風管道，配置簡單按鈕配電柜。

該過濾設備結構簡單，但安全風險較大，作業人員需要入庫開門進新風，操作配電柜也需要離設備較近，添加吸收劑也需要在設備周邊添加，很大程度上存在作業人員吸入磷化氫氣體的風險，危害身體健康。

3.2 基于PLC系統磷化氫過濾設備

基于PLC系統磷化氫過濾吸收裝置控制系統將提供Profinet通訊接口，并提供與之相對應的通訊地址表，可實現遠程集中控制，方便用戶將多功能磷化氫過濾吸收處理系統裝置機組接入集中控制系統中，實現就地啟停和對機組進行數據的采集、遠程監控、故障分析和控制。大大降低了作業人員現場操作的風險，實現設備在中控室進行操作與控制，保障作業人員身體健康及安全。

3.3 基于智能化集成磷化氫尾氣過濾設備

由于一般的儲藏農作物的倉間對環境要求很高，有時會吸潮發生霉變，有時會丟失水分干碎，嚴重影響農作物儲存質量和生產、銷售質量，帶來很大的經濟損失。目前很多倉儲企業致力于治理農作物蟲害、溫濕度、防蟲防霉等，并積極響應國家及行業清潔倉間的安全生產要求政策，衍生出很多集成設備系統，但結合磷化氫尾氣過濾設備集成設備很少，但是可以采取這種集成模式進行倉儲環境治理。

通過智能化PLC集中控制系統，對除濕加濕、充氮抑氧、除霉除異味等功能集成到磷化氫尾氣過濾設備上，采取雙管路或多管路進行抽風、鼓風循環作業，實現儲藏倉庫內的環境治理，集成設備包括磷化氫尾氣過濾設備、除濕機、加濕機、制氮機、除氧機、臭氧發生器、除味機、磷化氫濃度檢測系統等設備智能集成化控制，以滿足功能的實現。

3.4 基于“互聯網+”多功能磷化氫尾氣過濾集成系統

根據磷化氫尾氣過濾設備、除濕機、加濕機、制氮機、除氧機、臭氧發生器、除味機、磷化氫濃度檢測系統等設備智能集成化控制的智能化集成磷化氫尾氣過濾設備，基于“互聯網+”大數據及云端控制服務功能，更能滿足多種集成設備高效使用，通過互聯網控制點可以滿足最少1024個點位的控制，增加點位，只需要增加網橋或發射信號中心即可，云端服務器完全能滿足上萬或上億個控制點位的需求。

目前網絡監控及集成系統相當發達，通過手機APP或PC端服務器就可以隨時隨地監控集成系統數據、設備運行情況及設備啟停功能，并且可以實現故障自查、修復及警報等，讓工作人員工作更加安全、便利。

硬件系統采用目前互聯網業內先進的“蜂窩通信”的分布式通信方式，集中式傳輸相結合的方法來實現溫濕度數據采集、無線傳輸、就地或遠程上網、數據錄入和管理等。

軟件系統通過人機交互軟件生成需求控制界面，可以就地PC端安裝，也可以通過手機APP移動端安裝，使操作更加便利。其軟件系統基于“云技術”開發而成，即基于云計算應用的網絡技術、信息技術、整合技術、管理平臺技術、應用技術等的總稱，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。相對于現有傳統應用軟件，具有以下優點。

圖2 “超大規模”云計算應用

3.4.1 超大規模

Google云計算已經擁有100多萬臺服務器,阿里、Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。

3.4.2 虛擬化

大二的學生大多明白考試規律，大部分同學到考前才突擊復習，表面上看學生及格率很高，實際上學生對所學的知識掌握得怎么樣，教師是沒法準確衡量出來的，而企業需求崗位要求的實際操作能力更是無法考核。

云計算支持用戶在任意位置，使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解，也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一部手機，就可以通過網絡服務來實現需要的一切，甚至包括超級計算任務。

3.4.3 高可靠性

“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。

3.4.4 通用性

云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。

3.4.5 高可擴展性

“云”的規模可以動態伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要。

4 未來農作物儲藏環境治理集成系統的應用及發展

目前，伴隨著我國工業轉型升級與制造業高質量發展，產業數字化和數字產業化進程要求，以及物聯網、5G、人工智能等新一代信息技術發展和日常生活的智能化推動下的市場需求，為農作物儲藏行業發展提供了良好創新機遇，對自動化程度、國家環保政策等倉儲行業的發展也迎來了一次挑戰。使其集成工藝裝備、多功能復合與協同、產品結構、智能化、應用創新等進入了一場全新的變革。

運用多功能倉儲環境治理的特點，治理范圍小、環境調節可控、監視及可視化程度高，可采取有針對性的治理工作，對農作物儲存起到保質保量、無毒無害、無霉無異味的增值服務特點，互聯網集成化農作物儲藏環境治理系統能更好地滿足倉儲行業質量可靠、技術創新、經濟增值、價值提升等四位一體的全方位解決綜合性環境問題的特點。

行業技術的發展亦可以實現，“一條龍”服務包含農作物生長、采摘、半成品加工、儲藏、運輸、到家等，都可以采用“互聯網+”多功能儲藏環境治理集成系統進行質量、安全、經濟價值、供應周期的全數據解答，通過數據反饋、在儲藏時，進行相應功能運行，可給農作物品質帶來進一步提升，保持持久的農作物產品新鮮度。

如，將瓜果食品通過真空或氮氣包裝，對每個產地、品種及氣候條件有共同特點瓜果食品進行全程監控記錄，食品在運輸過程中的新鮮程度的變化，調節運輸車內溫濕度，保障運輸中瓜果的新鮮程度對比，及時通過互聯網反饋到購買人手機APP或電腦PC端查詢，這樣可以保證每個客戶對瓜果食品的成熟度和新鮮度實時了解，并可以預測貨物到達買家手上的時間。

采用智能、智慧化果蔬食品運輸保存形式，通過實物與云端照片對比，以辨別食品好壞，還能在APP上實現遠程運輸果蔬食品保鮮程度對比，確保自己收到食品好壞程度，根據食品運輸過程監測食品好壞和價值。

在采摘及保存方式上找到更適合瓜果等食品的保鮮方式，可以是真空或充氮保鮮，在每個食品上粘貼二維溯源碼來保證采摘時間及新鮮度，通過全程車內高清攝像頭360°無死角拍照每個食品的包裝及溯源碼，可以讓用戶全過程監測食品運輸過程。

云端服務器儲存，完全不用擔心照片、視頻、數據內存大的問題，可以給每個客戶帶來全過程食品安全的監管，吃到放心、新鮮的食品。

5 總結

通過各行各業技術革新，智能化技術應用及“互聯網+”大數據的應用，越來越多的技術可以綜合運用到倉儲儲藏環境技術創新領域，實現行業技術的融合，沒有了行業壁壘的鴻溝，互聯網技術運用于傳統行業中，使其整體技術領域得到提升，實現“互聯網+”多功能智能集成化設備系統的運用，實現我國倉儲儲藏環境的科技創新技術發展的最大價值體現。