[发明专利]提供气体混合物的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及气体的稀释，具体是易燃气体如磷化氢与空气的稀释。

发明内容

许多熏蒸剂和杀菌气体都是易燃的。例如，磷化氢(PH₃)可用作对储存产品如谷物中滋生的昆虫的熏蒸剂。磷化氢有许多要求作为具备高渗透性能、低的粮食吸附和很低的残留物形成的熏蒸剂的产品。然而，它在空气中会自燃。磷化氢在空气中的可燃性极限为1.6-100％。

使用磷化氢方法目前包括将金属磷化物片暴露在环境空气的水分中产生磷化氢。金属磷化物片是一种缓释制剂，它经过两天可释放高浓度可燃磷化氢即大于50％PH₃的气体混合物。这种方法还存在许多与使用后废弃片中未反应磷化物有关的问题。除了处置这种危险废弃物有关的费用外，还有在处理废弃片和可能的处理残留物时的职业健康和安全问题。

为了减少危险，许多熏蒸剂和杀菌气体与非可燃性液体如液态二氧化碳混合。例如，销售的磷化氢一般是在液态二氧化碳中含量为2％(重量)的磷化氢。这样的磷化氢组合物装在48升钢瓶内并处于合适压力下时，一般在环境温度含有约16.5m³气体。当磷化氢组合物蒸发时，蒸发的气体通常是CO₂中包含约2.6％PH₃。虽然对磷化氢可燃性的大量研究表明磷化氢的可燃性随温度和压力变化，但发现绝对可燃性极限为空气中0.11％(1100ppm)磷化氢。磷化氢/氧的比值小于该比值的混合物在任何压力下都不会燃烧。National Registration Authority(NRA)审定的杀虫剂标签上所批准的磷化氢最高推荐浓度为700ppm(相当于1克PH₃/m³)。

使用磷化氢和液态二氧化碳的非可燃混合物解决了与金属磷化物片有关的一些问题，但是，当用于熏蒸大容积或偏远的谷物储存设施时，还需要钢瓶处理、运输和使用中方面额外费用。

避免钢瓶处理问题的一个解决方法是现场混合工业级的磷化氢(99％(重量))，这种方法已经证明是有效的。一种建议是将钢瓶容纳的工业级磷化氢容量增加到净重18千克，相当于老式磷化氢/液体CO₂钢瓶的29。通常排列两个包含工业级磷化氢的钢瓶，一个投入使用，另一个待用，这相当于老式PH₃/CO₂钢瓶的58，能明显降低对钢瓶的需要，减少钢瓶处理和用于送气的集合管。

然而，本领域的技术人员认为，向偏远部位提供液态二氧化碳费用很高，因为涉及长途运输和现场使用的液态二氧化碳储存容器。这些与偏远地区如通常谷物生长地区有关的额外费用降低了气态磷化氢熏蒸剂的经济利益。由于纯磷化氢和其他杀虫气体具有易燃性能，所以迄今尚不能将它们和空气直接混合。

本发明致力于克服现有技术的至少某些缺陷或提供工业可行的替代方法。

发明综述

本发明第一方面，提供一种由第一易燃气体和第二气体制备非可燃气态混合物的方法，所述第一气体在该气体混合物中是易燃的，所述方法包括使第一易燃气体混入到所述第二气体的湍流中，第二气体的流速很高使得该易燃气体能迅速稀释到低于其可燃性极限。

易燃气体可以是选自磷化氢、环氧丙烷、丙烯腈、硫化羰(carbonylsulphite)、环氧乙烷、甲酸乙酯、氢氰酸、甲酸甲酯以及它们的混合物的熏蒸剂，在另一个实施方案中，第二气体是空气。

在另一个实施方案中，湍流气流的最小流速应足以扑灭火焰和/或足以将气体混合物传送到用这样的气体混合物进行处理的几乎所有区域。易燃气体较好和约4米/秒或更大流速的第二气体进行混合。

申请人发现，采用上述方法可以通过将例如易燃熏蒸气体与空气混合，提供一种现场使用的气体混合物。将例如磷化氢喷射到空气湍流中，此易燃磷化氢能迅速被稀释到低于其可燃性极限，并被迅速混入运动的空气中，避免燃烧的可能性。特别研制的故障自动保险的分配设备还可以手动控制或自动控制磷化氢/空气的现场混合。实施上述方法的设备较好的包括如故障自动保险的分配装置，用于如果易燃性熏蒸气体或湍流气流不在控制范围内时结束该混合过程。这种方法提供的非可燃熏蒸剂组合物能达到NRA批准的使用要求，包括对产生易燃气体如磷化氢的要求。由于制得的气体混合物的组成低于绝对可燃性极限，所以这种混合物在任何周围环境条件下都是非可燃的。