天然沸石航空制氧制氮设备系统,采用先进的变压吸附和膜分离技术、氧氮联合增压技术和综合电子控制和监测技术,用模块化设计等理念,设计智能型操作控制系统,使制氧制氮的操作过程简单化,使用安全可靠,注重提高制氧制氮装备的通用性、适用性,满足平时保障和战时机动保障的综合要求。

制取航空呼吸用氧采用变压吸附分离与膜分离的耦合工艺,变压吸附制氧装置主要由两个装填有沸石分子筛的吸附床层、两个装填有碳分子筛的吸附床层、气动控制阀以及控制系统组成。膜分离提纯装置主要由一组分子筛膜分离器组成、气动控制阀以及控制系统组成。

经净化后的压缩空气进入其中一个装有沸石分子筛的吸附塔后,原料气在连续通过沸石分子筛时,氮气在沸石分子筛的多孔构造中在一定时间内优先吸附在沸石分子筛的表面。由此氧气将在床层的出口端富集,初步分离后形成94%的富氧气体,而氮气则被留在沸石分子筛中。当第一个吸附塔沸石分子筛吸附趋于饱和时,压缩空气被切换至第二个吸附塔,新的吸附过程开始。与此同时,氮气吸附饱和的吸附塔开始解析,吸附塔气体排空,氮气随压力降低而解析排空。再生还原后的沸石分子筛将进入下一个循环过程。经沸石分子筛分离后的纯度为94%的富氧气体进入碳分子筛床层,以变压吸附工艺由其中一个吸附塔碳分子筛吸附氧气,脱除部分氮气和少量氩气,当碳分子筛吸附饱和时,通过工艺压缩机将其抽出,碳分子筛解析再生,通过循环,形成纯度为99.2%的氧气。

采用变压吸附和膜分离相耦合的技术制取航空呼吸用氧和高纯氮气。克服了深冷法在制气时间、机动保障等方面存在的不足;能够提高野外等恶劣环境下的快速保障能力;采用全自动电子和气体控制技术、在线自动监测技术,实现单人操作和实时监控,提高系统安全和保障效率;采用优化的系统工艺流程,实现2小时内制取合格气体;独创研制的氧氮联合隔膜压缩机,保证了氧气和氮气增压的品质安全;具备35MPa对外供气增压能力,满足现役所有飞机的用气需求。