目前,美國等發(fā)達國家已將沸石分子篩應(yīng)用于航空制氧系統(tǒng)中,其采用變壓吸附分離與膜分離的耦合工藝,變壓吸附制氧裝置主要由兩個裝填有沸石分子篩的吸附床層、兩個裝填有碳分子篩的吸附床層、氣動控制閥以及控制系統(tǒng)組成。沸石分子篩的應(yīng)用,能夠讓制備的氧氣釋放地更加徹底。
經(jīng)凈化后的壓縮空氣進入其中一個裝有沸石分子篩的吸附塔后,原料氣在連續(xù)通過沸石分子篩時,氮氣在沸石分子篩的多孔構(gòu)造中在一定時間內(nèi)優(yōu)先吸附在沸石分子篩的表面。由此氧氣將在床層的出口端富集,初步分離后形成 94% 的富氧氣體,而氮氣則被留在沸石分子篩中。當(dāng)?shù)谝粋€吸附塔沸石分子篩吸附趨于飽和時,壓縮空氣被切換至第二個吸附塔,新的吸附過程開始。與此同時,氮氣吸附飽和的吸附塔開始解析,吸附塔氣體排空,氮氣隨壓力降低而解析排空。再生還原后的沸石分子篩將進入下一個循環(huán)過程。
經(jīng)沸石分子篩分離后的純度為 94% 的富氧氣體進入碳分子篩床層,以變壓吸附工藝由其中一個吸附塔碳分子篩吸附氧氣,脫除部分氮氣和少量氬氣,當(dāng)碳分子篩吸附飽和時,通過工藝壓縮機將其抽出,碳分子篩解析再生,通過循環(huán),形成純度為 99.2% 的氧氣,可完全滿足飛行人員及飛行設(shè)備的用氧需求。
飛機完善的燃油系統(tǒng)與制氧系統(tǒng)是保證其安全、穩(wěn)定飛行的基礎(chǔ),在系統(tǒng)中應(yīng)用沸石分子篩技術(shù),能夠有效提高燃油系統(tǒng)的防火防爆率,制氧系統(tǒng)的制氧率,滿足現(xiàn)役所有飛機的領(lǐng)域內(nèi)需求。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,沸石的強大功能會在更多領(lǐng)域亟待發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用。