沸石分子筛：提高航空制氧率、燃油防火防爆率的福音！

据相关资料统计，飞机燃油系统起火、爆炸是引起飞机失事的主要原因之一，其直接关系到飞机生存力和易损性，也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全。作为飞机的“源动力”，燃油箱若具有强大的防火、防爆能力，那么飞机即便出现火灾，也不至于出现机毁人亡的严重事故，且经修复后飞机可继续使用，从而提高飞机的利用率、生存率。将沸石应用于飞机燃油箱内，能够有效降低燃油箱内部的氧气容量，达到了防火防爆的效果；与此同时，沸石分子筛可作为空气压缩机供气制氧材料，为飞机及飞行人员提供足够的氧气。那么，沸石及沸石分子筛是如何在航空领域中具体展现自己“威力”的，看小编来详细揭秘吧！

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沸石在飞机燃油箱中的防火防爆应用

在我国，由于某些条件制约，飞机燃油箱的防火防爆技术研究相对滞后，尤其在防火防爆技术应用及材料研究方面显现出一项空白。在其发展过程中，我国航空工业将要面临与解决大量问题，其中飞机燃油系统防火防爆性能是我国飞机性能能否达到世界先进水平的关键技术之一。

当前随着飞行技术发展，飞机普遍采用燃油热管理技术，使燃油温度提高，这将导致飞机燃油箱的温度提高，相应地增加了飞机燃油箱起火爆炸的机率。因此，使燃油箱始终处于安全状态是非常必要的。飞机燃油箱的惰化技术在国外得到迅速发展, 开始应用到战斗机、直升机和运输机上，其应用能有效地提高飞机的生存力、利用率和可靠性，其中在燃油箱的吸氧床中应用沸石就是优秀的惰化技术之一。

在燃油箱吸氧床中应用沸石最大的优点是在整个飞行过程中，其都可源源不断地提供惰性气体供飞机燃油箱使用。发动机的增压空气经过净化和压力调节后，会进入沸石吸氧床组件中的一个吸氧床上，吸氧床由沸石填充，具有优先吸收氧气的功能。因此来自发动机的增压空气的氧气就被吸附在沸石的表面，输出的气体为几乎不含氧气的富氮气体，直到沸石表面能收集气体的地方都被氧气占据，从而保证燃油箱的氧气浓度低于9%，降低了燃油箱的可燃度。总之，在飞机燃油系统中应用沸石，可有效提高系统的防火防爆性能，除此以外，还有寿命长、重量轻的优点。

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沸石在航空制氧的应用

飞行中，机载制氧系统供给飞行员与飞机的氧气需要满足高空标准，尤其是在高空飞行中，气压逐渐变低，空气稀薄，缺乏足够浓度的氧气。当飞机一旦发生故障，使机舱内外压差消失，就需要有及时的专用氧气供应才能保证舱内人员及飞机设备的安全。

目前，美国等发达国家已将沸石分子筛应用于航空制氧系统中，其采用变压吸附分离与膜分离的耦合工艺，变压吸附制氧装置主要由两个装填有沸石分子筛的吸附床层、两个装填有碳分子筛的吸附床层、气动控制阀以及控制系统组成。沸石分子筛的应用，能够让制备的氧气释放地更加彻底。

（航空制氧工艺流程）

经净化后的压缩空气进入其中一个装有沸石分子筛的吸附塔后，原料气在连续通过沸石分子筛时，氮气在沸石分子筛的多孔构造中在一定时间内优先吸附在沸石分子筛的表面。由此氧气将在床层的出口端富集，初步分离后形成 94% 的富氧气体，而氮气则被留在沸石分子筛中。当第一个吸附塔沸石分子筛吸附趋于饱和时，压缩空气被切换至第二个吸附塔，新的吸附过程开始。与此同时，氮气吸附饱和的吸附塔开始解析，吸附塔气体排空，氮气随压力降低而解析排空。再生还原后的沸石分子筛将进入下一个循环过程。

经沸石分子筛分离后的纯度为 94% 的富氧气体进入碳分子筛床层，以变压吸附工艺由其中一个吸附塔碳分子筛吸附氧气，脱除部分氮气和少量氩气，当碳分子筛吸附饱和时，通过工艺压缩机将其抽出，碳分子筛解析再生，通过循环，形成纯度为 99.2% 的氧气，可完全满足飞行人员及飞行设备的用氧需求。

飞机完善的燃油系统与制氧系统是保证其安全、稳定飞行的基础，在系统中应用沸石分子筛技术，能够有效提高燃油系统的防火防爆率，制氧系统的制氧率，满足现役所有飞机的领域内需求。相信随着科学技术的不断发展，沸石的强大功能会在更多领域亟待发现与应用。