水面艦船氮氧制備技術(shù)與裝備

鄭衛(wèi)東，于開錄，李海平，趙宴輝

(1.海裝艦船辦，北京 100071;2.中國船舶重工集團公司第七一八研究所，河北 邯鄲 056027)

0 引言

海軍水面艦船在執(zhí)行任務(wù)期間需要使用氮氣和氧氣［1］，其中氮氣主要用于航空燃油系統(tǒng)的惰化保護、艦載機輪胎充氣、精密儀器設(shè)備保護、食品冷庫保鮮、導(dǎo)彈發(fā)射與姿態(tài)控制、液壓設(shè)備蓄能以及動力控制能領(lǐng)域;氧氣主要用于艦載機飛行員、病人及潛水員的呼吸用氧，以及金屬切割用氧。

氮氧用氣量小的艦船，可攜帶氣瓶;氮氧用氣量較大的艦船，如果攜帶氣瓶，存在氣瓶數(shù)量多、充注氮氧過程繁瑣等缺點，則需要配置氮氧生產(chǎn)設(shè)備。常用氮氧制備技術(shù)包括低溫精餾技術(shù)、變壓吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)，它們各有優(yōu)勢和局限性［2］。水面艦船的功能不同，對氮氧的需求量、純度、壓力、組成和相態(tài)也不同，因此需要根據(jù)實際情況確定氮氧制備工藝路線。

1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 低溫精餾技術(shù)

低溫精餾技術(shù)是應(yīng)用廣泛的氮氧制備技術(shù)。它的原理是:液體空氣在蒸餾時，氮氣的沸點低 (－196℃)，更容易揮發(fā)進入氣相中，氧氣的沸點高(－183℃)，大多留在液相中，經(jīng)過多次蒸餾 (即精餾)，將空氣分離為氮氣和氧氣［3］。二戰(zhàn)期間，艦載機的飛速發(fā)展要求大型水面艦船具備現(xiàn)場制氮制氧能力。針對普通低溫精餾裝置抗傾斜搖擺能力差的問題，各國開展了大量研究。圖1為美國AP公司研制開發(fā)的艦用低溫精餾裝置，高度約4 m，能夠在水面艦船上工作。

蘇聯(lián)在20世紀50年代進行相關(guān)研究，先后研制開發(fā)了網(wǎng)格化篩板精餾塔和離心式篩板精餾塔［4］，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖1 Air Products公司研制的艦用低溫精餾裝置Fig.1 Shipboard cryogenic oxygen plant of Air Products

圖2 蘇聯(lián)早期艦用低溫精餾設(shè)備示意圖Fig.2 Schematic diagram of shipboard cryogenic oxygen plant of USSR

隨著制冷、空氣凈化、自動控制等新技術(shù)的不斷發(fā)展，艦用低溫精餾裝置先后出現(xiàn)了3代艦用低溫精餾裝置。

1)第一代艦用低溫精餾裝置

第一代艦用低溫精餾裝置采用高壓節(jié)流制冷工藝路線，裝置由空壓機和冷箱2部分組成，沒有配置膨脹機，空氣凈化、液化和精餾等設(shè)備都集中在冷箱中?？諝鈮毫κ?0 MPa，在切換式換熱器中去除水分、二氧化碳等有害氣體，經(jīng)過節(jié)流閥后壓力降低到0.7 MPa，空氣部分液化，進入精餾塔分離為氮氣和氧氣。美國、蘇聯(lián)和英國等國在20世紀70年代以前設(shè)計建造的航空母艦，都安裝了這種艦用低溫精餾裝置。

蘇聯(lián)航空母艦安裝了基于高壓節(jié)流的低溫精餾裝置，生產(chǎn)氮氣和氧氣。裝置總體高度低于3.5 m，為了方便安裝和維修，上層艙室的底部設(shè)有可移動的蓋板。氮氣和氧氣通過氣體壓縮機壓縮到設(shè)定壓力后，充填到鋼瓶組中。

1950年，英國航空母艦開始安裝使用英國制氧公司生產(chǎn)的Mk.1型低溫精餾裝置，空壓機出口壓力為20 MPa，圖3為冷箱內(nèi)部示意圖。該裝置只生產(chǎn)氧氣，純度為99.6%，產(chǎn)量為6.8 Nm3/h。氧氣出冷箱的壓力為0.035 MPa，通過Ricardo壓縮機增壓到24.8 MPa。該裝置在航空母艦搖擺角度≤10°，長期傾斜角度≤2°的條件下能夠正常工作。

從60年代開始，Mk.1型裝置被Air Products公司生產(chǎn)的RS500型裝置取代 (見圖3)?？諌簷C出口壓力為20 MPa，產(chǎn)品既有氧氣，又有液氧，產(chǎn)量為13.5 Nm3/h，純度為99.5%。液氧平時儲存在液氧儲罐中，使用時通過高壓液氧泵將液氧壓縮到24.8 MPa，然后在氣化器中轉(zhuǎn)化為氧氣。

RS 500型低溫精餾液氧裝置于60年代開始應(yīng)用于“皇家方舟”號、“鷹”號和“競技神”號航母，為“海盜”和“幻影”飛機提供呼吸用氧。它們體現(xiàn)出合理的性能和可靠性。70年代，當固定翼艦載機將被淘汰時，對液氧裝置的發(fā)展也被終止。

當英國海軍決定將5架“海鷂”固定翼飛機布置在“無敵”級航母上時，有關(guān)設(shè)計部門遇到了為其供氧的問題。1977年決定將一套從“鷹”號航母上拆除的RS500液氧裝置，安裝在“無敵”號航母上。這套裝置的壽命大約17年，不得不送到VSEI公司進行重新修整，其中單獨的部件，如空壓機、冷凍機、液氧充灌平臺和冷箱分別送到母廠進行現(xiàn)代化改造。盡管老舊，該裝置還能夠繼續(xù)服役?！盁o敵”級的后續(xù)航母—— “卓越”號和“皇家方舟”號則安裝了新建造的RS500液氧裝置［5］。

圖3 Mk.1型和RS500型低溫精餾裝置的示意圖Fig.3 Schematic diagram of Mk.1 type and RS500 type cryogenic oxygen plant

2)第二代艦用低溫精餾裝置

第一代艦用低溫精餾裝置雖然能夠滿足艦船氮氧需求，但它存在操作壓力高、操作復(fù)雜和能耗高等缺點。為了克服以上缺點，第二代艦用低溫精餾裝置采用油潤滑透平式膨脹機制取冷量，原料空氣壓力約1.0 MPa，減輕了空壓機、切換式換熱器、管道及閥門儀表的質(zhì)量要求，降低了裝置運行能耗。美國部分“尼米茲”級航空母艦安裝了Cosmodyne公司制造的GA－2系列低壓膨脹低溫精餾裝置。油潤滑透平式膨脹機的缺點是:潤滑油會沿著軸進入冷箱內(nèi)部，污染換熱器、精餾塔和過冷器等設(shè)備，美國海軍每年不得不花費30萬美元，耗時8～12周進行清洗［6］。

3)第三代艦用低溫精餾裝置

為了避免油污染，Cosmodyne公司研制了無油細箔軸承透平膨脹機，安裝在在建的CVN75“杜魯門”號航空母艦上。與此同時，GEECO公司研制開發(fā)了新型艦用低溫精餾裝置，由空壓機、冷凍機、純化器和冷箱組成。特點如下:采用空氣軸承透平膨脹機進行制冷;摒棄切換式冷凍/加熱技術(shù)，采用常溫分子篩吸附技術(shù)來清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔等雜質(zhì);操作壓力低于0.8 MPa，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動運行。裝置首先安裝在“仁慈”號和“舒適”號海軍醫(yī)療船上，滿足醫(yī)療船對液氧的需求。

1996年1月，“羅斯福”號航空母艦拆除了早期的GB－2型低溫精餾裝置，安裝了GEECO公司的產(chǎn)品。經(jīng)過長期運行，該裝置表現(xiàn)出較高的可靠性和安全性，全壽命費用也大幅度降低，而且更易于操作和維護。美國海軍對它非常滿意，隨后陸續(xù)更換了“華盛頓”號和“卡爾文森”號上的低溫精餾裝置，而且隨后建造的航空母艦直接安裝了該裝置［6］。到目前為止，低溫精餾裝置沒有出現(xiàn)任何安全和技術(shù)問題，直接體現(xiàn)了低溫精餾技術(shù)的先進性和可靠性。

1.2 變壓吸附和膜分離技術(shù)

變壓吸附和膜分離技術(shù)是近幾十年出現(xiàn)的新技術(shù)，能夠在常溫狀態(tài)下運行，其原理是:氮氣和氧氣在分子篩吸附劑或有機膜中具有不同的吸附擴散速率，從而分離出氮氣或氧氣［7－8］。

變壓吸附裝置的工藝流程是:空壓機和空氣緩沖罐提供了流量、壓力穩(wěn)定的壓縮空氣，在空氣預(yù)處理設(shè)備中去除灰塵、水分和油霧等有害雜質(zhì)，然后通過切換閥組進入2個吸附筒中 (一個工作，另外一個再生)。吸附筒中填充了制氮分子篩或制氧分子篩，空氣中的氧分子或氮分子被吸附在分子篩，從吸附筒出口即可得到氮氣或氧氣?？梢钥闯觯惶鬃儔何窖b置只能生產(chǎn)氮氣或氧氣。氮氣純度一般低于99.9%，通過加氫或加碳工藝能夠提純到99.999%［9］;氧氣純度一般低于95%，通過二次變壓吸附和其他工藝能夠提純到 99.5%［10］。

膜分離裝置的工藝流程是:原料空氣經(jīng)空壓機壓縮以后，通過冷干機和空氣過濾器去除灰塵、水分和油霧等雜質(zhì)。在空氣加熱器中加熱到50℃左右，隨后進入膜組件中。氧氣和大部分氮氣吸附滲透到膜組件中，從另外一側(cè)排出，剩余的氮氣從膜組件出口流出?？梢钥闯?，膜分離技術(shù)只能生產(chǎn)氮氣，純度一般低于99.9%［11］。

根據(jù)美國聯(lián)合艦隊維修保養(yǎng)手冊 (Joint Fleet Maintenance Manual)，所有的航空母艦、潛艇補給艦及海軍醫(yī)療船等大型水面艦船都安裝了低溫精餾生產(chǎn)裝置，包括最新建造的“福特”號航空母艦。英國“無敵”級航空母艦和蘇聯(lián)的各型航空母艦也都安裝了低溫精餾裝置。印度國產(chǎn)航空母艦正在建造中，制造商Cochin船廠已經(jīng)與美國GEECO公司簽訂了600萬美元的低溫精餾制氮制氧裝置的采購合同，該合同由印度Sky Onboard公司和GEECO公司共同完成。

變壓吸附裝置和膜分離裝置的操作簡單，部分大型水面艦船和補給艦、醫(yī)療船等中小型水面艦船陸續(xù)安裝了變壓吸附裝置和膜分離裝置。例如法國“戴高樂”號航空母艦采用變壓吸附技術(shù)制備99.5%的氮氣和95%的氧氣，再通過二級變壓吸附技術(shù)生產(chǎn)99.5%的氧氣［10］。

近幾年，艦載機逐步具備獨立制氧能力，對水面艦船制氧能力和氧氣純度的要求降低。2009年，“尼米茲”號航空母艦的一套低溫精餾裝置被膜分離制氮裝置和真空變壓吸附制氧裝置替代，另外一套仍然得到保留，能夠為艦船各部門提供不同等級的氣態(tài)或液態(tài)氮氧。

2 國外水面艦船氮氧系統(tǒng)

2.1 氮氧系統(tǒng)的組成

美國航空母艦上氮氧系統(tǒng)由低溫精餾裝置、液氮液氧儲罐、低溫液體泵、氣化器、氮氧充注站、工藝管道與控制閥組等組成 (見圖4)，在艦首和艦尾的左右外舷各分布1套，二者的高壓氮氣管道相互聯(lián)通，在全艦組成環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)［12－13］。

圖4 美國海軍使用的低溫精餾裝置Fig.4 Cryogenic oxygen-nitrogen plant used by US Navy

低溫精餾裝置、液氮液氧儲罐、低溫液體泵、氣化器、氮氧充注站均布置在機庫甲板上的相鄰艙室內(nèi)，與機庫僅有一墻之隔。系統(tǒng)與外舷很近，便于為航空系統(tǒng)提供氮氣和氧氣，同時也便于排放工藝廢氣和廢液。低溫精餾裝置產(chǎn)品是液氮和液氧，產(chǎn)量是40～80 Nm3/h(折合為氣體)，純度均為99.5%，液氮和液氧平時儲存在1～6 m3的低溫液體儲罐中［13］。液氮和液氧的純度和組成分別滿足BB－N－411(氮氣技術(shù)指標)和MIL－O－27210(液態(tài)或氣態(tài)航空呼吸用氧)的要求。

2.2 抗搖擺能力

低溫精餾裝置內(nèi)部的低溫液體會受到艦船運動的影響，而造成氮氧純度的下降，為保證艦船對氮氧的需求，低溫精餾裝置必須具備一定的抗搖擺能力。美軍標 MIL－P－24344等對此做出了詳細規(guī)定:

1)額度流量和純度下的操作:低溫精餾裝置在以下條件下運行時，流量和純度應(yīng)該滿足戰(zhàn)技指標。

① 縱搖:4°(周期11s);

② 橫搖:15°(周期17s);

③ 傾斜:2.5°。

2)嚴重傾斜下的操作:當艦船傾斜5°時，允許產(chǎn)量降低到額度產(chǎn)量的75%，而純度不變。

3)極端條件下的操作:低溫精餾裝置在下列條件下運行時，裝置不應(yīng)該損害，裝置內(nèi)部的低溫液體不應(yīng)該流失。

① 傾斜:15°;

② 縱搖:10°;

③ 橫搖:30°。

在環(huán)境溫度小于50℃情況下，裝置啟動12 h內(nèi)能夠達到滿負荷生產(chǎn)，停機2 h內(nèi)再次開機，可2 h內(nèi)達到滿負荷生產(chǎn)。

2.3 氮氧供給方式

低溫精餾裝置生產(chǎn)的液氮和液氧直接儲存在低溫液態(tài)儲罐中，根據(jù)用戶需要存在2種供給方式。

1)液氮和液氧

美軍部分艦載機需要液氧作為航空呼吸用氧，艦上醫(yī)療部門也需要使用液氮，因此儲罐中的液氮和液氧通過截止閥和金屬軟管，充灌到移動式低溫液體儲罐中，直接運輸?shù)绞褂貌块T，避免高壓管道輸送。例如先將液氧充灌到50～100 L的液氧車中，在機庫中或飛行甲板上，再將液氧充灌到飛機的液氧轉(zhuǎn)換器中，如圖5所示。

2)氮氣和氧氣

圖5 美國航空母艦上低溫液體充灌Fig.5 Filling of liquid oxygen in US aircraft carrier

艦上主要使用氣態(tài)的氮氣和氧氣。其供給方式是采用液氮 (氧)泵將液氮 (氧)壓縮到35 MPa(20 MPa)，在氣化器中加熱為常溫高壓氣體，在充注站直接充入鋼瓶組中，這種液體壓縮氣化方式的安全性較高，不會出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。根據(jù)美軍標MIL－S－23639C，氮氧的充瓶氣量超過500 Nm3/h(注:低溫精餾裝置的氮氧產(chǎn)量不到80 Nm3/h)，氮氧的出口壓力最高可達40 MPa。

由于高壓氧氣通過管道輸送具有一定的危險性，因此氧氣充注站就布置在隔壁的機庫內(nèi)，直接充注各種氧氣鋼瓶，便于為艦載機提供航空用氧。

高壓氮氣直接充入35 MPa的鋼瓶組中進行臨時儲存和緩沖，然后在分配站分別減壓到20 MPa、15 MPa和0.35 MPa，通過管道分配到全艦。其中艦首裝置和艦尾裝置的35 MPa和20 MPa的氮氣管道連接在一起，在全艦組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

圖6為美國“艾森豪威爾”號航空母艦上氮氧充灌接口位置分布圖［12］，在低溫精餾裝置附近設(shè)置液氧接口、氣氧接口和氣氮接口，飛行甲板上僅設(shè)置3個氣氮接口。

2.4 氮氧系統(tǒng)的管理

美軍航空母艦上，氮氧系統(tǒng)屬于船舶保障系統(tǒng)，直接負責(zé)液氮液氧的生產(chǎn)、儲存、運輸與充瓶等工作，氮氣和氧氣直接通過液氮液氧車或管道輸送使用部門。

為了提高可靠性，2套裝置交替運行，工作3～4 d充滿液體儲罐。艦船上大約有10名工作人員負責(zé)低溫精餾裝置的生產(chǎn)、儲存、壓縮、氣化、輸送與管理，每12 h倒班1次。

圖6 美國航空母艦上氮氧接口分布圖Fig.6 Oxygen and nitrogen service outlet layout at US aircraft carrier

艦載機對液氧的純度和雜質(zhì)含量要求高，經(jīng)常取樣進行純度分析，如圖7所示。

圖7 艦船上的液氧采樣Fig.7 Sampling of liquid oxygen at US aircraft carrier

美國海軍十分注重對氮氧系統(tǒng)人員的技術(shù)培訓(xùn)，在弗吉尼亞州專門建立深冷學(xué)校，只有在該校取得相關(guān)資質(zhì)證書的艦員才允許在航空母艦上操作和處理氮氧設(shè)備。

當艦員操作或攜帶液氮液氧容器時，為避免凍傷，必須穿戴安全面罩、安全靴、皮手套和保護工作服。

3 技術(shù)綜合分析

一般情況下，大型水面艦船需要不同純度和相態(tài)的氮氣 (95%～99.999%)和氧氣 (93%～99.5%)，采用低溫精餾技術(shù)，或變壓吸附/膜分離等聯(lián)合技術(shù)都能滿足要求，下面對這2種技術(shù)方案進行綜合分析。

3.1 產(chǎn)品相態(tài)和純度

變壓吸附/膜分離裝置生產(chǎn)氮氣或氧氣，純度不高于99.9%和95%，通過提純能夠達到99.999%和99.5%;低溫精餾裝置同時生產(chǎn)氮氣、氧氣、液氮和液氧，有利于降低裝置的總體積和總重，不需要提純，純度直接為99.999%和99.5%。

3.2 單位能耗

裝置單位能耗［14－15］與產(chǎn)量關(guān)系密切，產(chǎn)量越高，單位能耗越低，這里僅考慮適合船用的小型空分裝置，氮氧產(chǎn)量低于300 Nm3/h。變壓吸附/膜分離裝置在常溫下操作，氮氧純度為99.9%和95%，其能耗較低 (0.3～0.6 kWh/m3);純度通過提純提高到99.999%和99.5%時，能耗達到0.9 kWh/m3。低溫精餾裝置采用了全低壓流程和氣體軸承膨脹機等工藝，氮氧純度為99.999%和99.9%，能耗約0.6～0.8 kWh/m3。如果氮氧為液體產(chǎn)品，液氮液氧的冷量不能回收，能耗達到1.5 kWh/m3。

3.3 氮氧儲存與充瓶方式

低溫精餾、變壓吸附和膜分離技術(shù)能夠生產(chǎn)氣態(tài)氮氣和氧氣，通過隔膜壓縮機或活塞壓縮機，充灌儲存到鋼瓶組中 (＞15 MPa)。低溫精餾技術(shù)還能夠生產(chǎn)液態(tài)氮氣和氧氣，直接儲存在低溫儲槽內(nèi)(＜0.5 MPa);使用時通過柱塞泵將液氮或液氧壓縮到15 MPa以上，在氣化器中加熱到常溫，充瓶或直接使用，全過程操作溫度低于30℃，安全性較高。

氮氧以液態(tài)形式儲存比氣體鋼瓶儲存存在優(yōu)勢，美國海軍進行過技術(shù)比較［13］，同樣儲存6500 kg氧氣和4600 kg氮氣，儲存設(shè)備的重量減少80%，儲存設(shè)備的體積減少50%。

3.4 裝置國產(chǎn)化率

低溫精餾裝置的核心部件——膨脹機、精餾塔、換熱器和冷閥等都能在國內(nèi)生產(chǎn)，國產(chǎn)化率可達100%。變壓吸附/膜分離裝置的核心部件——膜組件和電磁氣動閥等依賴進口。

3.5 全壽命費用

低溫精餾裝置在運行期間，主要針對空壓機、冷凍機、低溫液體泵和膨脹機等運動機械設(shè)備進行維護保養(yǎng)，每15～20年更換一次純化器分子篩和冷箱的保溫珠光砂，因此低溫精餾裝置的全壽命費用較低。英國“鷹”號航空母艦的RS500型低溫精餾裝置在原艦退役以后，經(jīng)過改造后又安裝在“無敵”號航空母艦上，一直使用到2005年，隨艦退役封存。美國“薩拉托加”號航空母艦上GB－2型低溫精餾裝置在更換了透平膨脹機后，又安裝在“杜魯門”號航空母艦上［6］。

變壓吸附/膜分離裝置的關(guān)重件需要經(jīng)常更換:電磁氣動閥每天動作上千次，4～5年更換;膜組件的材質(zhì)是有機聚合物，即使不使用也會老化，正常使用情況下5～8年需要更換［16］。關(guān)重件的更換直接影響了裝置的穩(wěn)定性和可靠性。

3.6 啟動時間

變壓吸附/膜分離裝置的啟動時間一般低于30 min，后續(xù)加碳脫氧生產(chǎn)高純氮設(shè)備的啟動時間一般為2～4 h。

低溫精餾裝置在正常操作條件下 (即冷箱內(nèi)部溫度為常溫)的啟動時間為8～16 h，如果產(chǎn)品為液氮液氧，啟動時間一般為4～6 h。采取增加膨脹機轉(zhuǎn)速、提高膨脹空氣量和液氮液氧回灌等措施，啟動時間可以降低［17］。

3.7 氮氧運輸方式

一般情況下，氮氣和氧氣以高壓氣體狀態(tài)，通過管道輸送到全艦各用戶。由于氮氧管道通過許多艙室和通道，一旦泄漏勢必影響全艦正常運行。氮氧以液態(tài)狀態(tài)，通過保溫容器運輸?shù)礁饔脩?，具有較高的安全性。

通過以上分析可以看出，低溫精餾技術(shù)具有一定技術(shù)優(yōu)越性。

4 結(jié)語

水面艦船的功能不同，對氮氧的需求量、純度、壓力和相態(tài)也不同，因此需要根據(jù)艦船實際戰(zhàn)技指標確定氮氧的現(xiàn)場制備方法。低溫精餾制氮制氧有100多年的歷史，早期艦用低溫精餾裝置出現(xiàn)能耗高、操作性差等問題。隨著低溫精餾技術(shù)的發(fā)展，這些問題都得到解決，實現(xiàn)了全自動控制，可靠性和操作性大大提高，在水面艦船制氮制氧中處于主導(dǎo)地位。對于氮氧產(chǎn)量較高，氮氧純度分別大于99.999%和99%，同時需要氮氧的條件下，低溫精餾技術(shù)具有某些技術(shù)優(yōu)勢。美、英、俄等國航母基本都安裝了低溫精餾裝置，能夠為艦船提供合格和穩(wěn)定的氮氣與氧氣。近幾十年出現(xiàn)了變壓吸附、膜分離等新技術(shù)，在氮氧需求單一、氮氧純度低的場合得到了廣泛的使用，成為水面艦船制氮制氧的重要補充。某些補給船和醫(yī)療船安裝了膜分離裝置或變壓吸附裝置。

國內(nèi)完全掌握了艦用膜分離技術(shù)和艦用變壓吸附技術(shù)，并且已經(jīng)裝備在水面艦船。艦用低溫精餾技術(shù)具有一定難度，國外僅美、蘇、英等國能夠生產(chǎn)艦用低溫精餾裝置。國內(nèi)有關(guān)單位正在開展技術(shù)攻關(guān)，目前已經(jīng)突破了關(guān)鍵技術(shù)。

［1］劉維國，趙遠征，劉輝.艦船氮、氧氣體分離技術(shù)現(xiàn)狀與展望［J］.中國艦船研究，2012，7(2):102 －107.LIU Wei-guo，ZHAO Yuan-zheng，LIU Hui.Marine oxygen nitrogen separation technologies:application and future prospect［J］.Chinese Journal of Ship Research，2012，7(2):102－107.

［2］孫長江，李冠倫，朱春來，等.船舶氮氧氣體制備工藝［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2012(2):129 －132.SUN Chang-jiang，LI Guan-lun，ZHU Chu-lai，et al.Discussing the process of producing nitrogen and oxygen on ships［J］.Ship Science and Technology，2012(2):129－132.

［3］李化治.制氧技術(shù)(第2版)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2009.

［4］GEYNRIHS G K.Shipboard and coastline oxygen plant［M］.1965.

［5］BRUTY R A.Liquid oxygen plants in the invincible class［J］.Journal of Naval Engineering，1985，29(2):404－411.

［6］KUNKLE A.Improvements made to oxygen nitrogen producers［Z］.Wavelengths Excerpt，1997.

［7］顧飛龍.變壓吸附空氣分離技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.化工裝備技術(shù)，1999，20(1):48 －51.GU Fei-long.The development and application of PSA in air separation［J］.Chemical Equipment Technology，1999，20(1):48－51.

［8］楊順成.膜法空分制氮與富氧技術(shù)在艦船上的應(yīng)用與前景［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2004，26(3):63 －65.YANG Shun-cheng.Application and prospects of membrane nitrogen generating and oxygen enriching air separating technology on navalvessels［J］.Ship Science and Technology，2004，26(3):63 －65.

［9］朱銀在.變壓吸附制取高純氮氣影響因素分析［J］.低溫與特氣，2002，20(5):1 －4.ZHU Yin-zai.The analysis of factors which can effect production of high purity nitrogen by pressure swing adsorption［J］.Low Temperature and Specialty Gas，2002，20(5):1 －4.

［10］www.dta.airliquide.com

［11］黃美榮，李新貴，董志清.大規(guī)模膜法空氣分離技術(shù)應(yīng)用進展［J］.現(xiàn)代化工，2002，22(9):10 －15.HUANG Mei-rong，LI Xin-gui，DONG Zhi-qing.Application of large－scale air separation by membranes［J］.Modern Chemical Industry，2002，22(9):10 －15.

［12］JEWELL D H，STRANO M A.Compilation of data covering aircraft servicing facilities aboard aviation and amphibious aviation ships［R］，1960.

［13］Naval Ship's Technical Manual，Chapter 550，Industrial Gases;Generating，Handling and Storage［R］，1997.

［14］薛魯.全低壓小型空分設(shè)備的開發(fā)［J］.深冷技術(shù)，2003(3):23－25.XUE Lu.Development of small air separation plants using full low pressure process［J］.Cryogenic Technology，2003(3):23－25.

［15］KNOBLAUCH K著，孔祥芝譯，適用于小型用戶的變壓吸附［J］，深冷技術(shù)，1981(1):30－33.

［16］劉立群.碳分子篩制氮設(shè)備和膜分離制氮設(shè)備的應(yīng)用分析［J］.煤礦開采，2010，15(6):75 －78.LIU Li-qun.Application of two kinds nitrogen making equipments of carbon molecule sieve and membrane separation［J］.Coal Mining Technology，2010，15(6):75－78.

［17］顧奉善.KZO－50型空分設(shè)備啟動時間縮短的介紹［J］.深冷技術(shù)，1985(1):35－36.