用于熏蒸气体捕集的方法和装置与流程

本发明涉及用于熏蒸气体捕集的方法和装置。在优选的实施例中，本发明能够用于处理或中和熏蒸剂化合物。

背景技术：

熏蒸气体用于在各种应用中杀死不需要的生物体。例如，作为农药除草剂或杀虫剂的熏蒸气体可在封闭容积内循环。熏蒸气体可用于杀死建筑物、船只或粮仓等建筑物内部的害虫，以及对运输集装箱内存在的货物进行杀菌。在其它应用中，熏蒸气体可以部署在包裹在织物盖中的原木堆中，以便在运输之前或之后对木材进行杀菌。熏蒸气体的应用范围要求将这些气体从相对较小和相对较大的封闭容积中泵入并从中去除。

然而，一些常用的熏蒸气体化合物带来了人体健康隐患和安全隐患。此外，这些化合物中的一些也是直接排放到大气中时的环境污染源。例如，甲基溴是广泛使用的熏蒸剂，而其与臭氧反应。世界各地的监管机构现在开始限制将这些类型的气体直接排放到大气中。

已经开发了许多现有技术来捕集、洗涤或处理释放到各种封闭环境中的熏蒸气体。

例如，美国专利申请us2010/0172807公开了熏蒸气体洗涤器的代表性实例，其通过反应液体浴使熏蒸气体气泡化。这些基于浴液的系统依赖于暴露于处理溶液中的熏蒸气体的足够的接触表面积以使气体反应成较少问题的化合物。由于气泡尺寸，这些系统在用于处理小容积或低流量的熏蒸气体时才是实用的或有效的。随着施加到溶液浴的气体流速增加，气泡的容积也会过渡到浴中，这限制了暴露于浴溶液并由浴溶液处理的熏蒸气体的量。

解决上述系统中存在的规模或可用性问题的一个尝试是首先捕集活性炭基质中的熏蒸气体。美国专利第5904909号提供了这种技术形式的代表性例子。含有熏蒸气体的气流被输送到含有活性炭材料阵列的导管，而该活性炭材料捕集并从气流中除去熏蒸气体化合物。这些管道中的活性炭会通过这些化合物最终变得饱和。然后碳被去除并暴露于用于处理和中和捕集到的熏蒸气体化合物的另外的溶剂或反应性溶液。

这些类型的活性炭气体洗涤器可有效地捕集和处理以较高流速输送的大量熏蒸气体。然而，它们是材料密集性系统以实现并具有很高的维护要求。此外，通过活性炭的一些类型的熏蒸气体的捕集会引发放热反应，这需要所生成的热被小心地管理并且这造成潜在的火灾风险。

因此，相对于解决上述问题或至少为公众提供替代性选择的现有技术进行改进是有利的。改进的熏蒸气体捕集和处理技术可实际应用于小量和大量的熏蒸气体，并且其实施、运行和维护成本低廉，这将是特别有利的。能够容易地从一个现场运输到另一个现场并能能够配置为适用在有限的空间内的改进的熏蒸气体捕集和处理装置也可以是有利的。

在本说明书中，在提及包括专利说明书和其它文件的外部信息源的情况下，这通常是出于提供用于讨论本发明的特征的上下文为目的。除非另有说明，否则在任何司法管辖区中，不得将此类信息来源解释为承认这些信息来源是现有技术或构成本领域公知常识的一部分。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了熏蒸气体捕集装置，该装置包括：

至少一个通道，该至少一个通道适于连接到容纳熏蒸气体的容积，该至少一个通道限定接收气体的入口和允许气体离开通道的出口；

至少一个驱动结构，该至少一个驱动结构布置成驱使熏蒸气体通过通道；

至少一个喷嘴，该至少一个喷嘴适于将处理液输送到通道中；以及

至少一个填料元件，该至少一个填料元件位于通道内以允许喷嘴或喷头将处理液喷射到填料元件上。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕集装置，该装置包括适于将处理液输送到所述至少一个喷嘴的处理液储存器。

熏蒸气体捕集方法的特征在于以下步骤：

●将处理液喷射到通道中以与至少一个填料元件相交；以及

●驱使熏蒸气体通过通道并与喷射的处理液接触。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕集装置，其中将处理液喷射到填料元件上来减小处理液滴的尺寸，其中当驱使熏蒸气体通过通道时熏蒸气体暴露于该处理液滴。与本发明一起使用的填料元件还增加了通过柱的空气流的湍流，从而增加了熏蒸气体与处理液体之间的相交。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕集装置，其中所述至少一个填料元件通过喷嘴喷射有处理液以用处理液涂覆填料元件的表面的至少一部分，以在驱使通过通道时将熏蒸气体暴露于填料元件的经涂覆的一个或多个表面。

优选地，处理液体是ph值至少为7的碱性物质或碱性液体。

优选地，处理液由有机溶剂组成或包括有机溶剂。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕集装置，其中至少一个喷嘴定位成与通道的出口相邻。

优选地，通道具有基本上竖直的取向，其中出口在通道的顶部处，而入口在通道底部处。在这种布置中，通道形成基本上竖直的空心柱，通过该空心柱，气体被迫向上抵靠处理液的流动。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕集装置，其包括多个通道，其中至少一个通道的出口连接到另一通道的入口。

根据本发明的另一方面，提供了基本上如上所述的熏蒸气体捕获装置，其包括传热结构，其中该传热结构与至少一个通道的入口接合。

本发明适于提供用于捕集熏蒸气体的装置和方法。本发明采用处理液体捕集从被熏蒸的容积(本文中称为“熏蒸室”)输送的这些熏蒸气体并其与反应。

本领域技术人员将理解，本发明可用于捕集和处理可从各种环境输送的一系列熏蒸气体。本发明可例如用于在各种应用中捕集和处理由甲基溴、硫酰氟或磷化氢形成的熏蒸气体。此外，本发明可用于接收例如在建筑物内部、谷物仓库、船只舱、运输集装箱提取的熏蒸气体或在各种应用中覆盖的原木堆下的熏蒸气体。

然而，在一般情况下，在整个说明书中主要引用用于捕集和处理作为熏蒸气体的甲基溴的本发明。本领域技术人员也将理解，也可以结合本发明捕集和处理其它类型的气体。

本发明采用至少一个通道来控制待处理的熏蒸气体的通过或运动。与本发明结合使用的通道可优选地由限定从入口到出口的路径的任何类型的导管、壳体或外壳形成。优选地，由通道限定的路径可以是基本上线性的，但是本领域技术人员将会理解，在各种实施例中也可以采用替代的导管形状或形式。

在优选实施例中，与本发明一起使用的通道可在一端处形成或限定单个入口，并在其相对端处形成单个出口。然而，在其它实施例中，可以为单个通道提供多个出口和/或多个入口。

在优选实施例中，通道可设置有基本上竖直的取向，其将其出口定位在通道的顶部处，而将其入口定位在通道的底部处。然而，本领域技术人员将会理解，在各种实施例中也可以采用其它通道取向，不论是水平还是倾斜的。

在优选实施例中，本发明提供的捕集装置可包括多个通道。潜在地，这些通道中的每个可提供用于独立或单独的熏蒸气体流的导管。然而，在另一优选实施例中，这些通道可布置成通过设置在一个或多个通道的出口与一个或多个另一通道的入口之间的连杆彼此互连。在这种实施例中，熏蒸气体流可通过若干顺序排列的通道进行过滤，如果需要，可再次返回到第一通道以再循环这些气体流。本发明的这种布置在如何管理和处理气体流方面提供高度的灵活性和变异性。在一些情况下，单个通道仅可用于处理气体流，而在其它应用中，根据待处理的气体的容积和其含有的熏蒸气体化合物的浓度，气体流可通过顺序的通道阵列移动。

在优选实施例中，本发明还包括移动支承平台。该平台可用于安装和支承本发明的各种部件，并且特别优选的实施例可支承多个通道。在另一优选实施例中，移动支承平台可由一组轮支承，并且优选地包括牵引连杆机构，以允许该装置被车辆牵引到新的位置。

在这些实施例中，本发明的每个通道的竖直高度可被限制或控制，以提供紧凑且可操作的移动装置。多个相互连接的通道可安装在这种类型的移动平台上，以提供一系列应用中所需的处理能力，而不必将装置的高度增加到防止其访问受限制的位置的程度。

本发明包括由风扇或泵形成的至少一个驱动结构，其中，该至少一个驱动结构布置成驱使气体流过其一个或多个通道。本领域技术人员将理解，在实施例的范围内可采用这种一个或多个驱动结构的各种布置和配置。例如，在一些情况下，本发明可采用一对风扇或泵来推动和拉动通过管道的气体流，而在其它情况下，可为集成到设备中的各个和每个通道提供风扇或泵。

优选地，本发明对于其整合的每个通道并入至少一个喷嘴。喷嘴被设置为将处理液输送到通道的内部，优选地以小液滴的雾的形式输送到通道的内部。

在一些实施例中，处理装置仅在其通道中的每个中集成一个喷嘴。在这种实施例中，单个喷嘴可布置或定位成与通道的出口相邻。

然而，本领域技术人员将理解，本发明的其它配置和布置也在其范围内。例如，在其它实施例中，两个或潜在的更多喷嘴可位于通道内，不管它们在通道的出口处还是与通道的出口相邻，或者沿通道的长度部署。

本发明包括位于通道的入口与出口之间的通道内的至少一个填料元件。与本发明一起使用的填料元件暴露于由喷嘴提供的处理液的喷雾，并促进或有助于将熏蒸气体化合物相变成液体形式。

优选地，与本发明一起使用的填料元件用于减小与元件冲击的处理液滴的尺寸。喷涂到填料元件上的液体的相对大的液滴被破碎并进一步雾化，以优选地在通道内产生处理液的细雾。

优选地，与本发明一起使用的填料元件增加喷射的处理液的接触表面积，以供通过通道的气体驱。喷涂到填料元件上的处理液涂覆元件的表面(优选为所有表面)，从而增加熏蒸气体与处理液之间接触的表面积。

优选地，填料材料增加熏蒸气体流内的湍流以提供与喷雾处理液体的更大的相交，以增加熏蒸分子从气体转换成液相的速率。

在另一个优选实施例中，填料元件可由具有适当形状和尺寸的泰勒填料形成，以便优化通道内的气体与液体之间接触的表面积。

在优选实施例中，与本发明一起使用的通道可用于定位大量的填料元件。当通道具有基本上竖直的取向时，这些填料元件可形成填料塔布置，从而基本上增加喷涂到塔的顶部的处理液与通过塔的底部驱使的熏蒸气体之间接触的表面积。

本发明可根据用于捕集和处理的熏蒸气体而采用一系列不同类型的处理液。在各种实施例中，所适用的处理液优选为ph值至少为7的碱性或碱性溶液。

在优选的实施例中，本发明所采用的处理液可由有机溶剂组成或包括有机溶剂。除了与熏蒸剂的化学物质反应以进行中和以外，这些化合物还有效地将熏蒸气体化合物捕获为液体形式。有机溶剂在能够在合理的时间长度内处理的熏蒸气体的容积和操作速度方面为本发明提供了具体的优点。由于这些化合物容易地捕集熏蒸气体并且随后能够在一个步骤中中和它们，所以本发明可以有效地处理大量的熏蒸剂。

在优选实施例中，本发明可包括与至少一个通道的入口接合的传热结构。传热元件可用于增加流入通道的入口的气体的温度，从而潜在地提高所提供的装置的效率。

在另一个优选实施例中，传热结构可以由热交换盘管形成，该热交换盘管围绕导管中的链接到通道入口并输送熏蒸气体流的一部分。这种结构还可包括热源，例如烃燃烧器，其用于加热并温热通过热交换盘管循环的流体。例如，在一个可能的实施例中，柴油燃烧器系统可用于加热通过热交换盘管循环的水，以预热进入通道入口的熏蒸气流。

本领域技术人员将理解，本发明可包括链接到一个或多个通道的单个传热结构、或者多个热交换结构，其中为本发明的每个通道提供潜力。

与现有技术相比，本发明提供了许多潜在的优点。

在各种实施例中，本发明能够用于捕集并处理从各种熏蒸的外壳以一定范围的流速供应的熏蒸气体。本发明利用处理液的喷雾来捕集并处理熏蒸气体，其中这种液体仅需要在完成一个或多个处理循环后从装置排出。这可与具有显着增加的实现和维护要求的现有技术的基于活性炭的气体洗涤系统形成对比。

在提供多个通道的实施例中，这些通道可以模块化方式彼此互连以适应特定应用或熏蒸空间的要求。此外，在一些实施例中，这种分级或模块化布置提供了便携式特性，从而允许将本发明的操作部件安装到能够从现场拖动的移动平台上。

附图说明

通过参照附图仅以举例的方式给出的实施例的以下描述，本发明的附加和另外的方面将是显而易见的，在附图中：

●图1示出了根据优选实施例提供的熏蒸气体捕集和处理装置的侧视图；以及：

●图2示出了图1的装置的平面图，以及

●图3示出了集成到相对于图1和图2所示的装置中的通道中的一个的侧剖视图。

通过仅通过以具体实施例举例的方式给出的本发明的以下描述，本发明的另外的方面将变得显而易见。

实施本发明的最佳模式

图1和图2示出了根据优选实施例提供的熏蒸气体捕集和处理装置1的侧视图和平面图。图3提供了在装置的构造中所使用的通道2中的一个的侧剖视图。

捕集装置1包括四个通道2的阵列，其中，四个通道2的阵列可连接到包含熏蒸气体的容积。在所示的实施例中，装置1布置成在完成熏蒸过程之后接收从一堆覆盖的原木中提取的甲基溴气体。在各种实施例中，从原木堆提取的甲基溴气体可在到达通道2之前通过热处理结构(未示出)。该热处理结构可用于在输送到通道之前提高甲基溴气体的温度。

每个通道2限定接收气体的入口3和允许气体离开通道的出口4。从图1和图2可以看出，通道具有竖直取向，其中出口4位于通道的顶部处，而入口3位于通道的底部处。

图2示出了如何使这四个通道中的每个能够以模块化方式被配置，以改变应用到供应给装置的气体的处理。在所示的特定实施例中，四个通道被分成两对通道。第一通道2a的出口连接到第二通道2b的入口。然后将第二通道的出口连接到离心过滤器5，其中，该离心过滤器5去除夹带的处理液体并允许经处理的气流排放到大气中。

在其它配置中，所有四个通道可从出口连接到入口，以最大化应用到气流的处理，并且能够潜在地具有连接到第一通道的入口的最后一个通道的出口以使气流再循环。

捕集装置1包括在该实施例中由入口风扇6和出口风扇7形成的一对驱动结构。这些风扇被布置成通过吹或抽吸效果来驱使熏蒸气体通过通道中的每个。

如图3所示，装置1包括处理液储存器8，该处理液存储器8被设置成将处理液输送到集成到每个通道中的喷嘴9。在所示的实施例中，这种处理液是由有机溶剂形成的，尽管在替代性实施例中也可使用其它化合物如碱性物质或碱性液体。

每个喷嘴9适于将处理液体输送到通道2中并且设置成与通道的出口4相邻。

每个通道还包含定位在通道内的大量的填料元件，以允许喷嘴9将处理液喷射到填料元件上。在所示的实施例中，这些填料元件通过收集泰勒填料10而形成。

在使用中，处理流体从储存器被输送到每个喷嘴8并喷射到填充在每个竖直取向的通道2的内部的泰勒填料10。然后，在入口风扇6和出口风扇7中的人一个或两者的作用下，熏蒸气体被驱使通过通道。风扇的作用除了将熏蒸气体驱使成涂覆填料元件的泰勒填料10的表面的处理液接触之外，还将熏蒸气体驱使成与处理液滴的喷雾接触。

使用填充有填料元件的竖直取向的通道使得处理液与气体流之间的接触表面积和相交最大化，从而促进熏蒸气体的相变。然后，处理液与捕集到的熏蒸化合物反应以将其中和成更良性的形式。然后经处理的气体流可被排放到大气中，而没有未被捕集到的熏蒸化合物，并且用于中和这些化合物的处理流体可以简单地从每个通道排出并泵送回储存器8。

从图1和图2可以看出，该装置还包括移动支承平台11。该平台用于通过提供安装到一组轮13上的甲板12来安装和支承本发明的各种附加部件。牵引连杆14也设置在甲板的一个端处，以允许装置通过车辆从一个现场到牵引到另一个现场。

在这些实施例中，本发明的每个通道的竖直高度可被限制或控制，以提供紧凑且可操作的移动装置1。安装在移动平台上的互连通道可提供一系列应用所需的所有处理能力，而不必将装置的高度增加到将防止限制位置的访问的位置处。

这些通道也可以模块化方式彼此互连，以适应特定应用或熏蒸空间的要求。当与移动平台组合时，该分级或模块化布置提供便携式特性，从而允许本发明的操作部件被牵引到各种位置以通过限制空间或者到限制空间中。

在前面的描述和所附权利要求书中，词语“包括”或其等同变体以包容性含义使用以指定所述一个或多个特征的存在。该术语不排除另外的特征在各种实施例中的存在或添加。

应当理解，本发明不限于本文中所描述的实施例，并且通过参照附图示出的示例，在本发明的精神和范围内的另外的实施例以及附加的实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。特别地，本发明可存在于本文中所描述的特征的任意组合中，或者可存在于替代性实施例中或这些特征与给定特征的已知等同物的组合。上述本发明的示例性实施例的修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的，并且可在背离所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下进行。