世界军用制氧设备调查报告(2)

军用分子筛制氧设备调查报告

院卫生装备研究所与杭州制氧机厂联合研制的8 m3/h制氧装置投放市场，江麓机械厂，予新机械厂分别从美国科罗拉多州高山医疗设备公司

和印第安纳州制冷公司引进散件组装医用PSA制氧机，由于当时国内市场尚不成熟，以及价格过高等因素的影响，其产品最终退出中国市场。90年代初期，我国变压吸附制氧技术迅速提高，出现了四川空分、西南化工研究所、华西化工研究院、昆山锦沪机械设备公司等一批变压吸附制氧设备制造商。此间的产品，采用三床或四床工艺，装

置规模＜1300m3/h，产品质量不稳定，故障率高。2000年，华西化工研究所生产的3200m3/h制氧设备在贵阳钢厂投入运行，这是国内当时制造的最大的PSA制氧装置。同年，北大先锋科技有限公司的LiX分子筛生产线投产，该分子筛的吸附能力达到国际先进水平。2001年以后，我国变压吸附制氧技术取得长足进步，与国外的技术差距逐渐缩小，微型医用PSA制氧机性能可靠，价格低廉，形成了一定的生产规模，部分中小型、大中型变压吸附制氧装置已达到或接近国外同类产品的先进水平。

1.2 VPSA与VSA、PSA技术

变压吸附制氧根据吸附压力和解吸再生压力的不同，可以分为三种类型：有压吸附，常压脱附的PSA工艺；常压吸附，真空脱附的VSA工艺；有压吸附，真空脱附的VPSA工艺。PSA制氧工艺是目前中小型变压吸附制氧机普遍采用的工艺流程。VSA与VPSA虽然在身材规模和能耗上均优于PSA,但早期由于其设备复杂，投资较大，吸附剂性能要求高，真空解吸工艺在中小型制氧机中很少采用，仅仅用于大型设备。但是近年来，节能减排、时尚轻便成为潮流，中小型制氧设备逐渐向小型轻量化及低能耗方向发展，研究人员逐渐发现，早期惯常使用的有压吸附、常压解吸的工艺流程难以满足未来发展的需求，而被SKarstrome几乎与PSA同时提出,早期却被人们在中小型制氧设备领域

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几乎淡忘的VSA和VPSA,经过科技人员不断的创新与发展，伴随着吸附剂性能的不断提升与价格不断降低，设备不再复杂了，投资不再昂贵了。而其节能的优势愈发受到人们的青睐。VPSA、VSA于是又重新回到人们的视野当中。

在VPSA(VSA)领域目前领先的都是美国的企业：如普莱克斯公司、气体产品与化学公司（APCI）、太平洋工业公司（PCI）等，尤其是气体产品与化学公司，其创新的单塔VPSA（该公司称其为VSA）,只有两个移动部件：鼓风机与两位四通电动

（或气动）球阀，所有零部件、可集成在一个箱体里，因此占地面积只有通常PSA的1/3，维护简单方便，比PSA节能50%以上。而太平洋工业公司技术人员就是原来的气体产品公司那些研发人员，该公司在气体产品公司的基础上，

采用双向旋转鼓风机，正向旋转时，鼓风吸附制氧，反向旋转时抽真空解吸再生， 不用两位四通换向阀，即可实现VPSA的流程控制，从而将运动部件减少到1个， ，可靠性得到极大提升，如此一来，VPSA同PSA相比优势更加明显，其出山的时机也愈发成熟了。终于等到了一个好时机：利用该新技术，PCI公司迅速研发出军用的EDOCS-120,伴随着伊拉克和阿富汗战争的打响，很快被美国陆军、空军、海军、英国皇家空军等单位争相采购，获得多项大额合同，甚至被美国紧急情况事物管理局采购用于救灾及全美国防止恐怖分子生化武器袭击。PCI公司因此而大大赚了一笔。

与此同时，VPSA（VSA）的大哥PSA正在遍布世界的大大小小的医院里和液氧、氧气瓶进行恶战，由于PSA有初期需要巨额投资、后期还需要大量的维护与检修费用等弱点，他在同液氧与氧气瓶的争斗中越发感觉力不从心，气喘嘘嘘。从目

前的发展来看，V(VPSA,VSA)小弟从战场转战回来，该有时间和精力出手了，迟早有一天，我们一定会听到这个后起之秀会大喊一声：P哥退下，由我来。由于同其P大哥相比，节能太多，占地太省、维护

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几乎全免、没有工程安装费用。未来同液氧与氧气瓶的竞争将拥有更大的优势。该产品在我国还是一片空白，没有一家生产，但是迟早有一天，会有国内公司研制出同类设备，希望是我们谊安公司。

第二章 分子筛制氧在军队的应用

2.1 陆军用氧

陆军用氧按用氧方式区分主要有：组织机动式供氧、小团队移动式供氧、单兵轻便式供氧、车载式供氧，下面分别进行阐述。 2.1.1组织机动式供氧 2.1.1.1主要特点

供氧设备通常是大型设备或集装箱式制氧设备，采用直升机或载货汽车运输到位，供氧的主要对象通常是带用明确任务的大团体的多人吸氧，并且虽然有移动但不会是很

频繁的移动，比如战时的 野战医院机动供氧系统图

野战医院供氧，救灾时的 DOCS:制氧机兼具有灌瓶功能 HOBS:储氧系统（氧气瓶） 临时医院供氧，高原地区战士的生活、训练甚至战斗间歇吸氧等，该供氧方式通

常除了有制氧系统外，通常还需要有氧气储存系统、氧气分布系统。即实际上就是一个可以移动的中心供氧系统。

野战医院病房里的氧气分布系统

（黄色划圈部分）

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2.1.1.2我军的机动式供氧状况 2.1.1.2.1野战医院

我军目前的野战医院由三个部分组成：医疗功能单元、病房单元、技术保障单元。氧气供应系统就包含在技术保障单元里，采用PSA制氧技术，购买的分子筛制氧设备是法国OXYPLUS公司的，该设备装在野战方舱里，

见图2，该设备同美国的EDOCS制氧系统相 我军野战方舱医院 比，体积实在是太庞大了，而能耗也要高一倍。如果在战时紧急状态，或许这种差距就可以决定一次战役的成败。

我军使用的法国OXYPLUS集装箱式制氧单元。

2.1.1.2.2高原训练生活用氧

我国的地形起伏多山，山地、高原和丘陵约占全国土地面积的65%。其中青藏高原，平均海拔在4 000米以上，由于高原氧气稀薄，高原驻军的日常生活、训练质量、身心健康都大受影响，为此，每年我军都投入巨资采购PSA制氧设备，以改善部队官兵

的用氧状况，提高部队战斗力。根据部 战士高原吸氧

队的具体条件，可以采用紧凑的机动型分子筛制氧氧系统，也可以采取民用的、占地面积较大的分子筛制氧系统。 2.1.1.2.3救灾临时医院

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我军在历次比较严重的自然灾害面前，始终是冲在抗震救灾的最前沿，在四川汶川大地震的救灾过程中，在当地供电和医疗等基础设施遭到严重破坏的时刻，我军队把最新研发的S95-100野战医院系统空投到灾区，扮演了救灾临时医院的角

色。其中该系统的中心供氧仍然采用机动型集装箱PSA供氧方式。

通过汶川这次救灾，也暴露了我军在机动制氧设备方面存在的问题：首先是师团级单位基本上没有独立、机动的制氧设备，很难完成战时救治任务，如部署于安县的西京医院进行手术用氧等，主要依靠安县当地的氧气保障，试想，如果安县同绵竹一样无法保障氧气供应，将使得对处理伤情复杂、休克、急救手术伤员的收治能力丧失。如果这样的事发生在战场上，我军将伤亡惨重。

由于我军使用的制氧设备技术不够先进，能耗较高、体积庞大，故障率较高，雨天使用效果不佳，所以为了保证用氧的安全性，大部分野战医院以瓶氧供氧为主，制氧机只是天气好时进行灌装备用氧气瓶操作，因此，大大降低了分子筛制氧设备的使用效果，也导致每个方舱医院配置的氧气瓶数量不够的局面。

另外由于我军目前使用

的分子筛制氧设备包括空压机、冷干机、过滤器、电磁阀、氧压机等诸多部件，结构太复杂，维护很麻烦，需要操作维护人员具有极高的水平，因此暴露出使用维修等方面的培训工作显得非常不够，需要在今后加强。

目前部队在分子筛制氧设备使用过程中暴露的问题对我们公司开发分子筛制氧设备具有积极的意义，如果我们能开发出绝对领先的VPSA

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