TW497987B - Process and apparatus for supplying a gaseous mixture - Google Patents

Description

497987 五、發明說明（1) 本創作是有關氣體之稀釋，尤其是以空氣來稀釋可燃 氣體，如磷化氫。 許多燻蒸氣與消毒氣是具有可燃性的，例如磷化氫（P h3)被用來充當防止儲存產品’如毅類被昆蟲侵害之一種 燻蒸氣。磷化氫有許多優良的產品可充當燻蒸氣使用，包 括高滲透性、對食品有低吸著力和極低殘留生成之產品， 然而它在空氣中是具有引火性的，也就是說有自燃性，磷 化氫在空氣中的可燃性限度為1. 6°/。至100%。 目前製造磷化氫的方法包括將金屬性磷化片暴露於大 氣水份中的方式來製造填化氫。 金屬性磷化片是一種緩慢釋放配製法，約需兩天的時 間來釋放一種極具可燃性高濃度磷化氫氣體混合物，亦即 超過50%PH3之混合物。此處理法會產生和用完磷化片中未 反應磷化氫有關的一些問題，除了和處理危險廢料有關之 費用外，還有在處理用完磷化片時之職業衛生和安全問題 以及可能的殘留問題。 為了降低此危險性，許多燦蒸氣和消毒氣和一種不可 燃液體，如液態二氧化碳結合，例如碟化氫通常是以在液 態二氧化碳中含2wt%磷化氫的方式銷售。當裝在一個48公 升鋼筒内與在適當壓力時，該磷化氫成份在周圍溫度狀況 下，通常是含有16.5立方公尺左右的氣體，當磷化氫成份 被蒸發時，蒸發氣體之C02中通常約含有2· 6%的PH3。 雖然長期研究磷化氫可燃性發現磷化氫可燃性是隨著 溫度與壓力而變化，但已被發現在空氣中可燃性限度為0 ·

497987 五、發明說明（2) ll%(1100ppm)，不管是否有壓力，低於此磷化氫/氧比之 混合物不具可燃性。對准予銷售之殺蟲劑，國家登記局所 核可之磷化氫最高推薦劑量為7〇〇ppm(相當於在1立方公尺 中含有1克的PH3)。 破化氫與液態二氧化碳所製成的不可燃混合物能克服 和金屬性磷化片有關的一些問題，但當用來燦蒸大型或偏 遠榖類儲存設備時，在鋼筒處理、運送與利用方面會產生 額外的費用。 避免鋼筒處理問題的一個解決方法，就是現場混合技 術級（99wt%)磷化氫，該方式被證明是有利的。有人建議 將裝有該技術級填化氫之鋼筒重量增加到淨重丨8公斤，相 當於29公斤之原磷化氫/液態c〇2鋼筒。裝有技術級磷化氫 的兩個鋼筒通常是一個在使用中，另一個為備用，相當於 58公斤之原ph3/C02鋼筒，因此能大幅減低鋼筒數量、鋼筒 處理費與氣體分配歧管。 山然而精於此技藝者都能了解，偏遠地區使用液態二氧 化碳成本較高，乃因長運送距離及在現場須使用液態二氧 化碳儲存容器之故。這些和偏遠地區，即一般穀類生長區 有關的額外費用會降低氣體磷化氫燻蒸法的經濟潛力，同 時，、’屯礤化氫和其他消毒氣之引火性可能會阻止其和空氣 直接混合。 本發明试圖克服習知技藝之某些缺點或提供一種商業 替代選擇。 百先本發明在提供以第_可燃氣體與第二氣體來製造

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五、發明說明（3)

一種不可燃氣體混合物之一種方法，其前述第一氣體為可 燃性，前述方法包括第一可燃氣體被帶入前述第二氣體之 一個湍流中，該湍流的流動速度是使可燃氣體能迅速地被 稀釋至低於其可燃性限度標準。 可燃氣體得為從包括磷化氫、氧化丙烯、丙稀積、二 硫化碳、硫化幾、環氧乙烧、甲酸乙酯、氫氰酸、甲酸甲 酯與混合物組合中所選出的一種燻蒸氣。 在另一實施例中，滿氣流之最低流率足以實際上將氣 體混合物輸送至將以氣體混合物處理份量之所有範圍内。 申請人業已發現能利用前述方法，以一種可燃燻蒸氣 和空氣混合的方式提供現場氣體混合物。例如將磷化氫喷 入一湍氣流時，可燃磷化氫會被迅速地稀釋至低於可燃性 限度標準並隨著移動空氣迅速地被帶動，以避免任何燃燒 可能性。此外，特別開發的故障安全分配設備也能以手動 或自動控，方式現場混合磷化氫/空氣。用來實施前述方 法之裝置最好包括該故障安全分配設備，因此當可燃氣或 瑞氣流超出控制範圍外時，能停止處理作業，此法可提供 能符合所，NRA認可使用率之一種不可燃燦蒸氣成份，包 括引火性齓體二如磷化氫，由於成份是低於絕對可燃性限 度，因=生成氣體混合物在任何周圍狀況下是不可燃的。 其次’，發明提供以第一可燃氣體與第二氣體來製造 一種不可燃氧體混合物之一種裝置，其前述第一氣體為可 燃性，則述装置包括一個第一氣體供應設備，用來維持 述第二氣體湍流之一個第二氣體供應設備及用來接觸第一

第7頁 497987 五、發明說明（4) 與第二氣體和維持湍流速度之一個混合設備，該湍流的流 動速度是使第一氣體能迅速地被稀釋至低於其可燃性限度 標準。 除本文中另有說明外，否則在說明及請求專利部份中 ’’ comprise’ 、’ comprising’及類似字將被詮釋為具有和 exclusive(不含）或exhaust i ve(用盡）意義相反之包括意 義，即a包括但不限定於，，之意義。 在第1與2圖中，本發明方法與裝置是用來提供一種 燻蒸氣至一個儲存設備，如榖倉，惟吾人了解該方法與裝 置還有供應燻蒸氣以外的用途，同時以下實施例不得被視 為限定創作的範圍。 第1與2圖大致上是有關供應燻蒸氣至一個兩種不同 形式之穀倉。第1圖是適用，但不限定於長期無人照顧穀 倉自動燦蒸作業，而第2圖則是適用於，但不限定於可用 手動控制之快速（1〜2小時）燻蒸技術。 首先討論苐1圖，一個可進行燻蒸作業之一般穀倉1 5 °燦蒸氣供應裝置2 0包括一個燻蒸氣供應設備，在本 發明中燻蒸氣係指儲存於加壓鋼筒1、2内技術級磷化氫 ’同時，各鋼筒是由一個適當的閥動器4、5加以控制， 該閥動器4、5是以一般方式經由歧管6而連接至總處理 控制裝置7。 清除氣體供應設備3將提供一種鈍氣，在本發明中為 二氧化碳，以清除將於下文中所討論之磷化氫供應管線2 1 ’此清除氣體供應設備3與磷化氫供應裝置i、2經由

第8頁 五、發明說明（5) " -------- \歧管6和磷化氫供應管線2 i連接。 處理控制疋由控制裝置7負責執行，此控制裝置7是 矛各種不同可燃氣感應器、探煙器及氣流感應器9、1 3 連接以確保處理結果仍能嚴格地維持在規定參數範圍内。 磷化氫供應管，線2 1包括一個控制閥1 〇、流量指示 器1 1及磷化氫噴射器丄2。磷化氫喷射器丄2包括一個 翼，閥1 2 a ，該閥和氣流感應器丄3以一前一後方式排 列^，如湍氣流以低於預定流速下降時，該閥能提供必要 的貧=給控制裝置7以控制或防止燻蒸磷化氫氣噴出。經 過導管2 2的氣流是由循環鼓風機丄4所保持著，同時最 好是能隨時保持湍流狀態。 在燻蒸氣控制外殼2 〇設置一部排氣扇8充當其他安 全設施。 ~ 卜前述裝置操作方式如下：首先以C02氣體來清除磷化 氫喷射器1 2與供應管線2 1 ，啟動鼓風機1 4並由控制 裝置7來監控導管2 2内氣流速度。一旦氣流速度達到所 欲之最低值與維持在該標準時，閥4、5被啟開與磷化氫 以歧管6經由供應管線2 1被引導至磷化氫喷射器1 2， 鱗化氫從這裡在湍氣流中被帶入穀倉1 5内以燻蒸儲存在 毅倉1 5内的榖類或其他物品。在本實施例中，燦煙氣是 以純技術級磷化氫（99wt%)稀釋至濃度i〇〇ppm左右並以長 期方式，即數天或甚至數週被送入穀倉1 5内部。鼓風機 1 4得使磷化氫/氣混合物在整個穀倉1 5内繼續循環以 確保儲存物品能和燦蒸氣徹底接觸，此外，簡單的循環可

第9頁 497987 五、發明說明（6) 確定必須供應至穀倉1 5之所欲磷化氫/氣混合物量經適 當處理，一旦目的達到時，磷化氫混合物被關閉與被清除 的供應管線再度充滿C02氣體。 在湍氣流中有可燃燻蒸氣（在本案為引火性磷化氫）被 噴出時，其速須能快速地稀釋氣體使其底於可燃性限度標 準。 此外，以使第一可氣體喷射與第二氣體速度達最佳化 來供應一種不可燃氣體混合物時，本發明的方法與裝置能 產生超越傳統技術的驚人效益。例如，穀類儲存設備，如 穀倉1 5通常是設置於人煙稀少的地區，以期能設置不受 人為干擾之自動操作處理裝置。如前所述，如圖1所示之 實施例主要是用於長時間低濃度處理，欲適當處理儲存設 備與提供不需人為介入之安全可靠處理法時，裝置可被最 佳化使湍流/氣體混合物速度不僅能迅速地將可燃氣稀釋 至可燃性限度以下，而且也能 1、 將氣體混合物輸送至欲實際處理份量之所有範圍 ，如穀倉；及， 2、 熄滅可燃氣體之發火/燃燒。 精於此技藝者都會發現，確保任何氣體處理混合物和 欲處理份量之所有範圍接觸是很重要的，同時快速熄滅鄰 近喷射點可燃混合物之發火或燃燒也是很重要地。吾人报 驚奇地發現如可燃氣濃度在1 〇〇 ppm左右時，線流率約為4 m/sec之湍氣流足以將第一氣體迅速地稀釋至其可燃性限 度標準以下，將所產生的氣體混合物輸送至穀倉1 5各角

第10頁 497987 五、發明說明（7) 落並能熄滅在玎燃氣噴點附近所生成之任何火焰。有關最 後一點，在喷射點附近不斷地進行直接燃燒（高電壓火花） 當中，申請人已試驗各種不同湍流流速，吾人很驚奇地發 現並非一種最低流率’而是一種約4m/ sec之最低線流率能 在燃燒點數公分内熄滅所生成之任何火焰。 因此吾人可發現本方法與裝置能有效與可靠地將一種 可燃氣體，即磷化氫燻蒸氣轉化成一種供處理之不可燃氣 體混合物，同時能確保生成氣體混合物能抵達處理份量之 所有範圍，並設有一種用以熄滅任何氣體混合物火焰/燃 燒之故障安全裝置。 如前所述，控制裝置7當然也被連接於各種不同其他 氣體感應器、氣流感應器及探煙器，以進一步確保如第1 圖所示無需手動操作之裝置能安全操作。 在第2圖中，此實施例主要是，但不限定於在說明一 種分批燦蒸技術，此技術有時也稱為、、一次裝載//或、、快 速傾卸燻蒸法與進行時間須數小時。進行、一次裝載/ 快速傾卸 法時’採用2 0倍以上體積流量及1 〇倍以上濃度 。同時有鑒於濃度增加與燃燒危險性較高，因此在丨〜2燦 蒸小時期間至少部份時間以手動方式監控。 此處理法的作業方式和苐2圖所述方法類似，第2圖 中類似編號係指第1圖中類似組件，例如，燻蒸氣供應裝 置2 0包括一個燦蒸氣供應設備1與一個清除氣體供應設 備3。各種不同流量指示器、閥7等可用手動方式操作以 控制將於下文中討論之燻蒸氣與清除氣體控制量。另設置

第11頁 497987 五、發明說明（8) 一部用以維持湍氣流之鼓風機1 4，以及一部氣流感應器 1 3設置於導管2 2内，該導管是用來循環在可燃氣喷射 點1 2上游之氣體混合物。 在第一實施例中，以鈍氣清除供應管線後，壎煙氣經 由管線2 1被噴入湍氣流及榖倉1 5内，如前所述，此流 率遠高於第1圖實施例之流率，濃度達1 〇〇〇 ppm是正常的 為了稀釋大量的可燃燻蒸氣，在湍流中需要較大量的 空氣，每半小時體積流量達1 Om3是正常的，但端依儲存容 器、導管2 2等尺寸而有所不同。在使用該、、一次裝載或 快速傾卸〃燻蒸法時，榖倉1 5通常是被密封著，同時很 快能達到氣體混合物濃度。在第一實施例中，鼓風機1 4 可經由穀倉1 5繼續再循環生成的氣體混合物以確保必要 的徹底處理。 精 較高濃 個事實 卸〃處 ，如燃 的可燃 關閉可 熱感應 感應材 閉可燃 於此技 度與較 以及處 理法通 燒時， 氣體。 燃氣體 材料， 料能降 氣體之 藝者都 南流率 理法只 常是以 其他的 此外， 之供應 如塑膠 低壓力 供應， 須1至2個 手動方式 安全骏置 各種不同 ’也可使 所製戍之 二因此能 同時，熱 在第二實 燒/爆炸 小時，'' 操作。然 也被用來 溫度與煙 用熱熔線 加壓線。 釋放線壓 溶線也可 施例中 之可能 一次裝 而除了 監控/ 霧感應 ，這些 如發生 力以關 開啟清 性’由於這 載/快速傾 手動操作外 隔離所供應 器是被用來 熔線包括以 燃燒時，熱 閉閥4而關 除氣體管線

第12頁 / 五、發明說明（9) " —------ 2 1以^除設備内任何可燃混合物。 射哭，f實施例中，曾進行一些試驗以檢視在磷化氫喷 八二2^附近直接故意燃燒氣體混合物的結果，會產生1 〇 公尺長之火焰，在喷射點產生濃度較高的可燃燻 2ί = Τ足為奇的，可利用能增加可燃燻蒸氣稀釋度之擴 1 =二11低ί度。在第一實施例中，滿流氣流速度也能產 Υ/可燃氣體發火/燃燒可能性之最大效果。然而，' 一次裝載/快速傾卸〃法通常是在手動監控下進行，和第 1圖…、人妝料處理法所產生氣體繼續發火/燃燒問題比較 ，從發火點起短距離可燃氣體發火/燃燒的問題較不嚴重 〇 =使，以結合技術級99 %可燃氣體，如鋼筒内磷化氫 及現場$氣方 < 來供應一種不彳燃、氣體㉟合物t建議方法 與裝置日守丄其成本將比所揭示之方法與裝置大幅降低。如 刖所述刖，實際上裝有純磷化氫之鋼筒使用時間遠比裝 有2 wt%磷化氫/C02之前述商業用鋼筒還長，因此可減少 鋼筒維護、處理與運送費用。 和習知技藝比較’本發明另一項重大優點就是，和穀 倉1 5空氣量相比時，加入穀倉工5内的磷化氮量較小， 因此可避免穀倉15過度加壓的現象。傳統技藝在一種鈍 氣載體中是使用低量的燻蒸氣，如在C〇2中之pH3，故大量 的氣體混合物必須被送入榖倉i 5中以提供適當的處理， 在使用大量氣體混合物時，過度加壓可能性是大的，尤其 是在密封儲存容器+。至於本發明技術，儲存設備中欲處

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五、發明說明（ίο) 理之空氣量只分配極少量的燻蒸氣m數個百 而已。添加少量的燻蒸氣，實際上無過度加壓之可能性“、。 5:H重新處？ 一個儲存設備’▼利用-種燻蒸氣去 二二 現有氣體並使其再循環回儲存容器内。如採 用傳統技術時，則麻本W Μ + ^ 妹 經从除—^ 、μ去除儲存設備内全部氣體與再裝滿靳 此舉不但浪費材料與時間，而且危險的二： 五 -大乳中而導致可能的環境污染。 I r ^ 了解所揭不的方法與裝置得在不脫離本發明精神 與犯圍狀況下以其他形式加以實施。 搰神 Η 第14頁 497987 圖式簡單說明 第1圖係依本創作第一實施例氣體供應裝置之略圖。 第2圖係依本創作第二實施例氣體供應裝置之簡略流程 圖。 【圖式標號說明】 1、2------加壓鋼筒 3 清除氣體供應設備 4、5------閥動器 6 ------歧管 7 ------控制裝置 8 ------排氣扇 9、1 3------氣流感應器 10 ------控制閥 11 流置指不 12 ------磷化喷射器 12a------翼輪閥 14 鼓風機 15------榖倉 20 ------外殼 21 ------管線 22 ------導管

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Claims (1)

1. 497987 六、申請專利範圍 1、 一種供應一種氣體混合物之方法，是以第一可燃 氣體與第二氣體來製造一種不可燃氣體混合物之一種方法 ，其前述第一氣體為可燃性，前述方法包括第一可燃氣體 被帶入前述第二氣體之一個满流中，該滿流的流動速度是 使可燃氣體能迅速地被稀釋至低於其可燃性限度標準。 2、 如申請專利第1項所述之供應一種氣體混合物之 方法，其中，該湍氣流之最低流率足以熄滅任何火焰。 3、 如申請專利第1或2項所述之供應一種氣體混合 物之方法，其中，該湍氣流之最低流率足以實際上將氣體 混合物輸送至將以氣體混合物處理份量之所有範圍。 4、 如申請專利第1項所述之供應一種氣體混合物之 方法，其中，該可燃氣體是一種燻蒸氣。 5、 如申請專利第1項所述之供應一種氣體混合物之 方法，其中，該可燃氣體是從包括磷化氫、氧化丙烯、丙 烯味、二硫化碳、硫化羰、環氧乙烷、甲酸乙酯、氫氰酸 、甲酸曱酯與混合物組合中選出。 6、 如申請專利第1或5項所述之供應一種氣體混合 物之方法，其中，該可燃氣體被稀釋至1 0- 1 0 0 0ppm左右。 7、 如申請專利第1或5項所述之供應一種氣體混合 物之方法，其中，該可燃氣體經由一或多個局部噴射點被 噴入第二氣體湍流内。 8、 如申請專利第1項所述之供應一種氣體混合物之 方法，其中，該第二氣體為空氣。 9、 如申請專利第1或8項所述之供應一種氣體混合

   第16頁 497987 六、申請專利範圍 物之方法，其中，該第二氣體是以4m/s以上的速度流動。 1 0、如申請專利第1或8項所述之供應一種氣體混 合物之方法，其中，該第二氣體是從將以不可燃氣體混合 物處理之一個容器内被抽出，並於再進入容器前和可燃氣 體混合。 1 1 一種供應一種氣體混合物之裝置，是以第一可燃 氣體與第二氣體來製造一種不可燃氣體混合物之一種裝置 ，其前述第一氣體為可燃性，前述裝置包括一個第一氣體 供應設備、用來維持前述第二氣體湍流之一個第二氣體供 應$備及用來接觸第一與第二氣體和維持湍流速度之一個 混合設備，該湍流的流動速度是使第一氣體能迅速地被稀 釋至低於其可燃性限度標準。 1 2、如申請專利範圍第1 1項所述之供應一種氣體 混合物之裝置，其中，該第二氣體供應設備能維持足以熄 滅任何火焰之一最低湍氣流流率。 1 3、如申請專利範圍第1 1或1 2項所述之供應一 種氣體混合物之裝置，其中，該第二氣體供應設備能維持 實際上將氣體混合物輸送至將以氣體混合物處理份量之所 有範圍之一最低滿氣流流率。 1 4、如申請專利範圍第1 1或1 2項所述之供應一 種氣體混合物之裝置，其中，該第二氣體供應設備是從將 以不可燃氣體混合物處理之一個容器内氣體抽出，並於再 進入容器前和抽出氣體混合。 1 5、如申請專利範圍第1 1項所述之供應一種氣體

   497987 六、申請專利範圍 混合物之裝置，其中，更包括有一或多部喷射器將可燃氣 體喷入第二氣體湍流内。 1 6、如申請專利範圍第1 5項所述之供應一種氣體 混合物之裝置，其中，在相關局部喷射點還包括一或多部 擴散器，用以提升可燃氣體在第二氣體湍流之稀釋度。 1 7、如申請專利範圍第1 1項所述之供應一種氣體 混合物之裝置，其中，更包括控制設備，以一種鈍氣來關 閉可燃氣體之供應與/或清除所有氣體管線。 #

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