空分制氮在大中型商业气调贮藏中的应用与分析

气调库作为高性能的果蔬贮藏组合装置,越来越受到人们的关注,但其造价的昂贵性也成了制约气调库发展的重要瓶颈。与普通冷库相比统中制氮设备的价格投入与使用费用占据了很大比例,在现有的技术条件下,怎样运用一条即经济又有效的制氮方式是现在气调贮藏相关行业的当。在气调系统的选型过程中,使用空分精馏塔上塔顶部所产出的液氮贮槽作为该气调库的制氮装置。经过多次调试与使用,使该气调方式在国内大中型商业气调库贮藏中首次获得成功氮气约占空气含量的78%。制氮的方法也是多种多样,然而在现今国内外气调库的使用中氮的方法主要有膜分离制氮法、变压吸附制氮法空分是空气分离技术的简称。自上世纪50气调贮藏中所运用的空分制氮的方法是以空分精馏装置生产出的低温氮气或液氮作为气源及,根据果蔬气调库的特性而加以使用。但因深冷空分装置结构复杂,设备投资、占地面积及基建费用也较大,而且操作、管理及维修困难等原因其在气调库的使用受到限制。但如果在钢铁及其他使用领域中已建有空分装置,就可以根据库区与空分装置的距离远近,通过管道直接通入气调库内去置换含氧空气;或运用液氮贮槽性气调。如在此基础上进行气调贮藏,则会得到很大的受益液氮贮槽的工作原理液氮贮槽是空分装置的辅助设备距离钢厂的空分装置远时,可以采用贮槽作为氮气源中间补给装置,供气效果同空分装置直接供气的效果一样,而且操作更加灵活方便。将汽化后的氮气经过压力和温度的调整后与气调管道接通,这样便形成了以液氮贮槽为主体的气调系统依靠与槽车对接方式完成。方法如下打开贮槽进排液阀、放气阀和测满阀打开槽车充液阀,往贮槽内充液表示贮槽已充满,停止充液,关闭前面打开的所有阀门,灌液结束液氮贮槽的增压为满足贮槽对充气系统充气,贮槽内应有一定压力,故贮槽必须自增压低温液体进入自增压器,通过星型铝翅片管大量吸热使低温液体大量汽化后回到贮槽内,从而形成贮槽内压力通过压力表,注意观察贮槽内压力,当达到贮槽额定工作压力后,关闭增压阀,停止增压贮槽安全阀自动打开排气,以保证贮槽设备安全,也可人为排气液氮贮槽的快速降氧气调根据000~1200间库容为730气调方式采取由近至远、单间依次的顺序果蔬的贮藏量占约65(即该气调库的单间空隙约为贮藏物为晚熟牟农,贮藏温度为9~11CO2浓度CcsO2浓度Co,N2浓度Cns,相对湿度为90%~95快速降氧气调的理论分析这种气调方式是利用液氮贮槽汽化所产生的氮气,向库内充氮置换库内气体,且依靠水果的自身呼吸作用提高库内气体二氧化碳浓度。由于库内空隙中各类气体的比例差异总是氧浓度先达到规定值Co液氮贮槽结构示意图这种快速降氧气调采用开式循环系统,贮槽中液氮由高压经汽化器和减压阀降压后,从进气管充入库内,库内气体从排气管。在果蔬的贮藏过程中,如发现库内二氧化碳浓度过高时,可开启二氧化碳洗涤器脱除二氧化碳此时如库内氧浓度过低,可开启进气阀或排气阀向库内加入适量空气。也可采用液氮气化后充入库内降氧贮槽的液氮灌装液氮贮槽的距离与空分装置的远近不同,贮槽的液氮灌装方式也不同,近距离的灌装较为容易主要依靠与空分装置的管道对接,远距离的灌装要Co内气体的氧浓度迅速降到规定值。现用表示充入氮气中的氧浓度(可忽略不计),则在某一时刻,存在如下的关系式翟百强等:空分制氮在大中型商业气调贮藏中的应用与分析75sdCosdCc,二氧化碳浓度由Cc1变到cs,因之可知其中为氮气中所含氧气的浓度ro为每小时消耗氧气的量Co为某时刻库内气体的氧浓度Cc1第三阶段:为保持CoCcs恒定不变的二氧化碳,可分别用下式计算在此限度内对上式积分可得rcCcsrc对此两式联立求解,可得通过以上的分析和计算,并根据式的计算结果,确定制氮设备容量,根据式算结果(取其中的较大者)确定补充空气设备的容。以上推导出气调过程的计算公式,这些公式仅能用来进行计算气调过程曲线上关节点的时间和浓度以及等的计算。对于库内气体浓度不断变化的阶段,如果对这些过程的微分式用不定积分法求解,所得结果式即可用来绘制气调过程曲线最后需要指出,在进行气调过程计算所涉及的几个气体量中一般均在100rc等值较小相差二至三个数量级(对有些气调过程的计算rc取值的微小变化,会引起计算结果的很大差异)。而在实践中(设计过程中或运转工作中)rc的取值又很难准确,因而计算结果,特别是计算绘制的气调过程曲线,即使采用计算机辅助计算程序,有时库内气体的二氧化碳浓度由升高到Cc1。因为CcsdCorc根据预定的降氧时间可求得降氧结束时的二氧化碳浓度Cc1为保持Co空气;再考虑到围护结构的泄漏,则下式成立ro由之可以求得,且符合下式也会同实际情况有较大的出入快速降氧气调的实际操作由于要充分考虑甜椒在贮藏初期的生理特性即呼吸强度和二氧化碳伤害,所以第一阶段的降氧设置浓度为Pa,最终出口温度为;乙烯及二氧化碳浓度含量暂时忽略不计。以下为气调测试中第一时间的第一数据10小时内使库内气体成分达到第一阶段气调规定状态。其余七间库也由甲方操作人员按该调试条件分别达到规定状态。第二阶段依靠甜椒的自身呼吸作用降氧在48小时内完全达到其贮藏条。这样在充氮过程中,取样分析的结果才能与库内实际的气体相符合。为此,在充氮时应保持库内风机的正常运转,借助于库内气体的强制循环来均衡各处的气体成分空分制氮及液氮贮槽的使用优点利用空分制氮及贮槽汽化后的氮气作为气调库的氮气源有两大优点,一是快速降氧,二是辅助降快速降氧空分精馏液氮及贮槽汽化后的氮气去置换库中的氧气,特点就是降氧速度快、时间短,根据库间的容积大小,一般只需3~18小时即可把库内氧浓度降至规定值,并减少了自然降氧的环节快进入规定气调的贮藏状态。围护结构的气密性稍差一些也可以达到降氧的目的12辅助降温贮槽中的液氮在汽化的过程中要吸热降温过调节阀门的开关大小,可以控制氮气的出口温度由于进入库房的氮气温度低于常温,可使气调库中果蔬温度及围护结构的温度降下来,缩短了制冷设备的降温时间,起到了辅助降温的作用任何气调库都不是采取单一的气调方式,而是综合运用各种气调方式,以发挥各种方式的特长去追求最少投资、最好效果、最佳利润。快速降氧,其初期的降氧主要充气置换,而过量的二氧化碳、乙烯等气体,则采用吸收或吸附等气体处理方式,其库内氧气浓度的降低和控制,完全依赖于水果的呼吸而二氧化碳浓度的控制,还要采用专门的气体处理方式。