保護(hù)歷史文化遺產(chǎn)《四庫全書》等珍稀文物法寶--氮?dú)庵频獧C(jī)系統(tǒng)

    氮?dú)馐且环N惰性氣體，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，在常溫、常壓下不與其它化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)常作為保護(hù)性氣體，已應(yīng)用到很多領(lǐng)域。應(yīng)用氮?dú)夥獯娴姆椒ūＷo(hù)珍貴文物，在近百年以前就已經(jīng)提出，但由于當(dāng)時(shí)制氮技術(shù)不夠成熟，未能得到大規(guī)模的應(yīng)用。近十多年來，由于"氣調(diào)庫"技術(shù)在果蔬食品保鮮領(lǐng)域的發(fā)展，促進(jìn)了制氮技術(shù)的迅速成熟，使應(yīng)用氮?dú)鈳旒夹g(shù)進(jìn)行珍貴文物的保護(hù)成為可能。 
     氮?dú)鈳旒夹g(shù)在果蔬食品保鮮領(lǐng)域稱為"氣調(diào)儲(chǔ)藏"或"氣調(diào)庫"。氣調(diào)儲(chǔ)藏實(shí)質(zhì)上是在低溫冷藏基礎(chǔ)上，增加氣體成分調(diào)節(jié)功能，通過對(duì)儲(chǔ)藏環(huán)境中溫度、濕度、氮?dú)?、氧氣及其它氣體濃度的控制，延長存貯物的保存壽命。  
     氣調(diào)庫應(yīng)用于果蔬食品保鮮的商業(yè)儲(chǔ)藏，在國外已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)相當(dāng)普及。我國氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)起步較晚，在商業(yè)上的應(yīng)用僅是近幾年的事情，但發(fā)展速度很快，技術(shù)上也趨于成熟。  
     氮?dú)鈳煜到y(tǒng)主要由氣密結(jié)構(gòu)（庫體）、制氮機(jī)系統(tǒng)、調(diào)溫調(diào)濕系統(tǒng)、氣體凈化裝置、監(jiān)測控制系統(tǒng)組成。氣密性是氮?dú)鈳靺^(qū)于別其它類型庫房的一個(gè)最重要的特點(diǎn)。氮?dú)鈳觳粌H要求維護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的隔熱性能，減少外界熱量對(duì)庫內(nèi)溫度的影響，更重要的是還要求維護(hù)結(jié)構(gòu)具有很好的氣密性，減少或消除外界空氣對(duì)庫內(nèi)氣體成分的影響，并能長時(shí)間地維持庫內(nèi)所要求的氣體成分。制氮系統(tǒng)是為達(dá)到和保持庫內(nèi)氮?dú)夤r所必須的設(shè)備，是氮?dú)鈳煜到y(tǒng)中最重要的組成部分。氮?dú)鈳煜到y(tǒng)主要采用的碳分子篩制氮機(jī)是以碳分子篩為吸附劑，以空氣為原料，利用變壓吸附原理進(jìn)行氮氧分離制取高純度氮?dú)獾臍怏w分離設(shè)備。碳分子篩制氮機(jī)具有產(chǎn)氣量大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活等特點(diǎn)，并且在去除氧氣、產(chǎn)生氮?dú)獾耐瑫r(shí)，還能有效地去除其它有害氣體成分，是目前最常用的制氮設(shè)備。調(diào)溫調(diào)濕系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)庫內(nèi)的溫度濕度，達(dá)到恒溫恒濕的要求。氣體凈化裝置，可對(duì)進(jìn)入庫內(nèi)的氣體進(jìn)行過濾和凈化，濾除二氧化硫等有害氣體和灰塵，使庫內(nèi)氣體保持潔凈狀態(tài)。監(jiān)測控制系統(tǒng)可對(duì)庫內(nèi)溫度、濕度、氮?dú)饧兌冗M(jìn)行檢測，控制制氮系統(tǒng)、調(diào)溫調(diào)濕系統(tǒng)的運(yùn)行，現(xiàn)多采用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有溫度、濕度、氮?dú)獾葦?shù)值的設(shè)定，數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ)、查詢、報(bào)警、打印等多種功能。  
   將氮?dú)獗Ｗo(hù)技術(shù)應(yīng)用于珍貴文物的保存和保護(hù)，在國內(nèi)外已不乏先例。美國的"獨(dú)立宣言"就密封于氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行永久性保護(hù)；意大利、法國十多年前就成功地將氣調(diào)技術(shù)應(yīng)用于文物的保護(hù)；中國歷史博物館和中南海毛主席故居紀(jì)念館使用除氧劑進(jìn)行珍貴文物的封存保護(hù)，也是應(yīng)用氮?dú)獗Ｗo(hù)的一種形式；北京房山云居寺"99石經(jīng)回藏"的成功，可以說是我國應(yīng)用氮?dú)鈳旒夹g(shù)進(jìn)行文物保護(hù)的范例。  
圖書在自然環(huán)境條件下保存，紙張纖維會(huì)受到空氣中氧氣和有害氣體的危害，發(fā)生氧化和酸化水解反應(yīng)，使圖書紙張變黃和脆化，這就是圖書紙張的老化。應(yīng)用氮?dú)鈳爝M(jìn)行珍貴圖書的保護(hù)，可以防止圖書紙張發(fā)生酸化和氧化反應(yīng)。  
   《四庫全書》是我國極其珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，更是國家圖書館的鎮(zhèn)館之寶。永久地保護(hù)好《四庫全書》，使之能夠流傳子孫后代，是歷史賦予我們的責(zé)任。由于在新館一期工程中未能充分考慮到《四庫全書》的保護(hù)要求，致使《四庫全書》十多年來一直存放于較為惡劣的環(huán)境中。庫房密閉性能差，溫濕度不能恒定，冬季干燥，夏季高溫潮濕，書架、書盒多有開裂，嚴(yán)重影響到《四庫全書》的永久保存。更為嚴(yán)重的是，在圖書保護(hù)組近期的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，《四庫全書》已經(jīng)開始酸化（pH6.5）,有的書頁出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，這是圖書紙張發(fā)生酸化和氧化變質(zhì)的標(biāo)志，其原因是空氣中氧的存在和大氣污染的結(jié)果。如不及時(shí)采取有效措施，紙張的老化將會(huì)加快，在幾十年內(nèi)黃斑會(huì)逐漸擴(kuò)大連接成片，到那時(shí)圖書紙張就進(jìn)入到了"老年期"，紙張的老化將達(dá)到非常嚴(yán)重的程度，機(jī)械強(qiáng)度急劇下降，直至不能翻動(dòng)。  
    圖書紙張的老化，是一種不可逆的化學(xué)反應(yīng)，必須防患于未然，否則，在紙張發(fā)生老化之后，即使有再大的投入，也不能恢復(fù)其原有的外觀和強(qiáng)度。對(duì)于《四庫全書》的保護(hù)問題，長久保護(hù)《四庫全書》最為有效和可行的方法，是進(jìn)行充氮絕氧封存。在保存《四庫全書》的庫房（最好是地下庫）內(nèi)，建造一個(gè)高氣密性的庫中庫，配置充氮系統(tǒng)，充以高純度氮?dú)?，以?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)測和控制庫內(nèi)溫度、濕度、氣體純度和潔凈度；庫體正面為鋼化玻璃結(jié)構(gòu)，方便從庫外觀測和參觀；庫體有受控密封門，必要時(shí)工作人員可以進(jìn)入庫內(nèi)，進(jìn)行圖書的管理和存?。蝗鐥l件允許，還可以考慮設(shè)置庫內(nèi)機(jī)器人進(jìn)行圖書自動(dòng)存取。  
   建立PSA制氮機(jī)氮?dú)鈳毂Ｗo(hù)《四庫全書》，可以防止空氣中的氧氣和空氣污染帶來的酸性氣體、氧化性氣體對(duì)《四庫全書》的氧化和酸化破壞，防止蟲霉的孳生，達(dá)到永久保存的目的。深圳制氮機(jī)制氮機(jī)簡介及應(yīng)用 HTN系列制氮機(jī)是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氮?dú)狻＝?jīng)過凈化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，氧在碳分子篩微孔中擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于氮，在吸附未達(dá)到平衡時(shí)，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮?dú)?。然后減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等其它雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過PLC程序自動(dòng)控制，使兩塔交替循環(huán)工作，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氮?dú)庵康摹?