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常规潜艇AIP燃烧后的废气如何处理?

 半梦书斋 2018-04-20

我可以给你专业的解答,首先并不是所有的AIP装置都会产生废气,这样我们就需要先来谈谈常规潜艇AIP装置的分类,目前来说典型AIP装置分为四类:斯特林发动机(SE)、燃料电池(FC)、闭式循环柴油机(CCD)以及汽轮机(MEMSA)。其中斯特林发动机、闭式循环柴油机等热机类AIP装置因燃料燃烧产生废气,经处理后最终排至舷外,是此类AIP系统的共性问题,而我们称之为废气的主要是二氧化碳、烟灰、以及其他难溶于水的污染物。

那么,德国作为研制潜艇的先进国家,其AIP系统主要选择了燃料电池这种模式,其中原因之一也是因为燃料电池不会产生污染环境的废气。其实,德国是世界上最早开始研制AIP系统的国家之一,1950年开始就同时研制燃料电池技术和闭式循环柴油机技术,到1980年两种技术都取得成功,并进入实用阶段,但是最终德国人还是更为青睐燃料电池。这种AIP系统工作原理简单,通过氢氧化合产生电能,是种清洁能源,化学反应只生成直流电和蒸馏水,没有废气和废热,对外排放只有剩余氧气和水。并且该系统没有运动部件,是一种化学能转换器,所以没有机械震动和噪音,更有利于潜艇隐身。

回到本题,我们继续谈谈热机类AIP系统(斯特林发动机等)产生的废气如何处理。如果这类潜艇将AIP装置产生的废气直接排放到艇外,将留下化学信号和航迹,影响潜艇隐蔽性还会污染环境。所以废气排放装置成为热机类AIP潜艇发展的关键技术之一。

根据研究,若排放到海水中直径2.5毫米的废气气泡,含有5%体积比的氧气和95%体积比的二氧化碳,则气泡会在5℃海水中存在90秒以上,并且气泡会上浮5米距离,若此时潜艇以8节航速运行,海水中则将留下超过350米长的气泡串,很容易被敌方反潜设备探测到。以瑞典MK2斯特林发动机的废气处理装置为例,其产生的废气中95%为二氧化碳,首先经过冷却器将废气温度从800℃降低到25℃,然后通过吸收器将废气无气泡的溶解于海水中,吸收器的作用就是用新鲜海水与废气混合,再将无气泡的饱和海水通过排水管排放至艇外。当然,具体的工作原理比这个复杂,此处也不便展开需求,需要了解的朋友可以关注卫青点兵,我们可详细探讨。

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