潜艇舱室CO2净化技术的研究现状与展望.pdf

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1、第32卷第12期2010年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．32，No．12Dec．，2010潜艇舱室C02净化技术的研究现状与展望姜世楠，马丽娥，王雅娟，国德旺，王兴超(中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸056027)摘要：潜艇舱室中的CO：气体是一种有害气体，主要由艇员呼吸产生。分类介绍潜艇舱室co：净化技术：物理净化法、化学吸收法和生物净化法。并用图片直观展示了国外海军使用的一些潜艇舱室CO：净化装置，提出潜艇舱室CO：净化技术的研究方向。关键词：潜艇；舱室；CO，；净化中图分类号：U674．76文

2、献标识码：A文章编号：1672—7649(2010)12—0003—04DoI：10．3404／j．issn．1672—7649．2010．12．001Presentstateandperspectivesofresearchoncarbondioxidepurificationtechnologyforsubmarine’ScabinJIANGShi—nan，MALi—e，WANGYa-juan，GUODe-wang，WANGXing—chao(The718ResearchInstituteofCSIC，Handan056027，China)Abstr

3、act：Carbondioxidewhichisproducedbythebreathingofsailorsisasortofharmfulgasesinsubmarine’8cabin．Thispaperdescribesthetechnologyofcarbondioxidepurificationforsubmarine’Scabin，suchasphysicalpurification，chemicalpurificationandbiologicpurification．Itisshowedsomecarbondioxidepurificat

4、ionequipmentsofforeignnavybypicturesandgiventhefurtherprospectsofcarbondioxidepurificationtechnologyforsubmarine’scabin．Keywords：submarine；cabin；carbondioxide；Purification0引言潜艇在水下潜航时，处于与外界完全隔绝的密闭状态，需要通过舱室内的大气环境控制系统来控制舱室空气中各种组分的浓度，特别是保持CO：和O：的浓度在允许范围内，从而保障艇员能正常生活和工作，给艇员带来旺盛的精力和战斗力

5、。潜艇的作战能力很大程度上取决于其潜航的时间，而潜航时间又在很大程度上取决于舱室内的大气环境控制系统。大气环境控制系统的核心是净化CO：技术和供O：技术，本文着重介绍潜艇舱室CO：净化技术。1CO：净化技术的分类与发展潜艇从诞生到现在，各国的研究人员对适合潜艇舱室使用的CO，净化技术进行了大量而广泛的研究，研制了多种型号的CO：净化装置，这些净化技术和装置从原理上可分为以下3类：1)物理净化法，如通气管换气、膜分离等；2)化学吸收法，如一乙醇胺、固态胺、KO：、碱石灰、LiOH等；3)生物净化法，如藻类、绿色植物等。1．1物理净化法1．1．1通气管换气早

6、期的潜艇潜航时间较短，潜艇上未装备单独的CO：净化装置，只安装通气管换气装置，潜艇在水下潜航一段时间后，需要上浮，将通气管伸出海面，与外界进行换气，将艇内富含CO：的空气排出，同时向艇内补充新鲜空气，以此来达到降低舱室空气中CO：收稿日期：2010—08—16作者简介：姜世楠(1978一)，男，硕士，工程师，主要从事密闭环境空气再生技术研究。·4·舰船科学技术第32卷浓度和提高0：浓度的目的。通气管换气技术具有结构简单、设备紧凑及功耗低的特点，但是潜艇需经常上浮，并将通气管伸出海面，增加了潜艇暴露的机率。目前各国潜艇仍保留了通气管，当潜艇在水面航行时或者

7、完成潜航任务上浮后，使用通气管换气。1．1．2膜分离法膜分离法是利用膜对气体的选择透过性的性能来达到对特定气体的分离。膜从原理上可以分为固体膜、液体膜和膜接触器3种。国际上对膜分离技术的研究始于20世纪初，利用膜分离CO：的研究在近几年来逐渐兴起，但这些研究大都处于实验室研究阶段，能真正用于潜艇密闭舱室的膜分离CO：技术仍处于探讨验证和实验阶段。膜技术净化CO：一个比较可行的方法是利用海水与膜技术相结合来净化CO：，潜艇上的海水资源是非常丰富的。海水+膜技术净化CO：的流程见图1，在右侧的膜组件中，舱室空气与载体溶液接触将CO：吸收至载体溶液中，通过循环

8、泵将含CO：的载体溶液循环至左侧的膜组件中，在该膜组件中通过膜与海水接触，在浓度