缺氧环境制氧供氧技术PDF电子书下载

1 缺氧与缺氧环境 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 氧分压 1

1.1.2 血氧容量 2

1.1.3 血氧含量 2

1.1.4 氧饱和度 3

1.1.5 动-静脉氧差 3

1.1.6 肺泡气-动脉血氧分压差 3

1.1.7 动脉血二氧化碳分压 4

1.1.8 P50 5

1.1.9 基本肺容积 5

1.1.10 肺容量 5

1.1.11 肺通气量 6

1.2 基础生理学 7

1.2.1 人体需氧量 7

1.2.2 缺氧与肺通气量 7

1.2.3 缺氧与生理反应 9

1.3 缺氧 11

1.3.1 缺氧概念 11

1.3.2 缺氧机理 12

1.3.3 缺氧的分类 21

1.3.4 缺氧的危害 25

1.3.5 缺氧的判断 28

1.4 缺氧环境 30

1.4.1 低氧浓度缺氧环境 31

1.4.2 空气稀薄缺氧环境 35

参考文献 36

2 制氧方法 38

2.1 深冷法 38

2.1.1 深冷制氧原理 38

2.1.2 深冷制氧工艺流程 42

2.1.3 深冷制氧设备 46

2.2 变压吸附法 50

2.2.1 工作原理 50

2.2.2 吸附剂 51

2.2.3 制氧工艺 52

2.2.4 制氧设备 57

2.3 膜分离法 58

2.3.1 膜分离制氧原理 59

2.3.2 膜材料 60

2.3.3 富氧工艺流程 64

2.4 化学试剂法 65

2.4.1 过氧化物与超氧化物 65

2.4.2 氯酸盐 68

2.5 电解法 74

2.5.1 电解纯水 74

2.5.2 电解酸性或碱性溶液 75

2.5.3 SPE电解水 75

2.6 氧泵 80

参考文献 81

3 变压吸附制氧微型化 83

3.1 微型化的现状 83

3.1.1 家用制氧机 84

3.1.2 车载制氧 87

3.1.3 便携式制氧机 90

3.1.4 机载制氧 90

3.2 微型化的技术要求 95

3.2.1 民用产品对微型化的技术要求 95

3.2.2 军用产品对微型化的技术要求 97

3.3 微型化的主要方法和途径 99

3.3.1 开源节流 99

3.3.2 简化工艺 106

3.3.3 高效吸附剂 108

3.3.4 高度集成 110

3.3.5 轻质材料 114

参考文献 115

4 微型变压吸附制氧系统 118

4.1 空气过滤器 118

4.2 空气压缩机 120

4.3 热交换器 121

4.4 吸附器 123

4.4.1 吸附器结构 123

4.4.2 吸附器两端间隙 125

4.4.3 高径比 128

4.4.4 布气装置 131

4.4.5 分子筛填装 134

4.4.6 压紧部件 135

4.5 阀门 136

4.5.1 控制阀门 136

4.5.2 单向阀门 140

4.6 储氧罐 142

4.7 消声器 143

4.7.1 消声原理 144

4.7.2 消声部件 145

4.8 控制系统 149

参考文献 150

5 微型变压吸附制氧工艺及参数 152

5.1 微型变压吸附制氧工艺 152

5.1.1 Skarstrom循环 152

5.1.2 单节流反吹流程 153

5.1.3 双节流反吹流程 154

5.1.4 均压流程 154

5.2 吸附时间 156

5.2.1 PSA过程 156

5.2.2 VPSA过程 157

5.3 反吹 159

5.3.1 反吹流程和无反吹流程的对比 160

5.3.2 增压反吹与恒压反吹的对比 161

5.3.3 反吹气量对氧气浓度的影响 162

5.3.4 不同吸附时间下反吹气量与氧气体积分数的关系 163

5.3.5 不同节流阻力下反吹气量和反吹比与氧气浓度的关系 164

5.3.6 不连续反吹的影响 165

5.4 清洗 168

5.4.1 清洗时间对产氧浓度的影响 170

5.4.2 清洗时间对吸附压力的影响 171

5.5 均压 171

5.5.1 高径比对最佳均压时间的影响 172

5.5.2 均压时间对最佳切换压力的影响 173

5.5.3 均压时间对氧气浓度的影响 174

5.5.4 均压对吸附塔进出口压力的影响 174

5.6 吸附压力 176

5.6.1 吸附器压力变化曲线 178

5.6.2 均压时间对压力曲线的影响 179

5.6.3 反吹阻力对压力曲线的影响 180

5.6.4 储气罐内压力的变化 181

5.7 解吸压力 181

5.7.1 真空解吸环境对制氧效果的影响 183

5.7.2 真空解吸条件下进气压力对氧气浓度的影响 185

5.7.3 真空解吸条件下产氧量对氧气浓度的影响 185

5.7.4 真空解吸条件下均压时间对氧气浓度的影响 186

参考文献 186

6 微型制氧机可靠性风险分析 188

6.1 风险管理 188

6.2 可靠性分析方法 190

6.2.1 故障树分析 190

6.2.2 失效模式与效应分析 193

6.3 微型制氧机的故障树分析 197

6.4 微型制氧机的失效模式和效应分析 198

6.4.1 系统的定义 198

6.4.2 FMEA安全性特征 200

6.4.3 FMEA可能危害的判定 201

6.4.4 FMEA危害的风险性估计 203

参考文献 206

7 高原环境对变压吸附制氧的影响 207

7.1 高原环境补氧的必要性 207

7.2 高原制氧方法的选择 211

7.3 高原低气压对变压吸附制氧的影响 212

7.3.1 标准大气随海拔高度的变化规律 212

7.3.2 低气压对压缩机的影响 216

7.3.3 低气压对吸附剂性能的影响 221

7.4 高原环境温度对变压吸附制氧的影响 222

7.4.1 温度对分子筛吸附氮气的影响 222

7.4.2 温度对分子筛解吸水分的影响 225

参考文献 226

8 高海拔变压吸附制氧站研制 227

8.1 高海拔变压吸附制氧实验研究 227

8.1.1 高海拔地区产氧流量与氧浓度的关系 229

8.1.2 高海拔地区变压吸附制氧效率 230

8.1.3 高海拔地区变压吸附制氧气源容量匹配曲线 231

8.1.4 气源温度的控制 232

8.1.5 分子筛优选研究 233

8.2 高海拔变压吸附制氧站 234

8.2.1 高海拔变压吸附制氧工艺流程 234

8.2.2 高海拔变压吸附制氧系统 235

参考文献 243

9 高原隧道施工供氧 244

9.1 缺氧等效高度 244

9.2 高原隧道供氧方式 246

9.2.1 隧道通风供氧 246

9.2.2 施工个体供氧 250

9.2.3 工作面局部送风供氧 251

9.2.4 工作面弥散供氧和洞内氧吧 254

9.3 隧道弥散供氧装置 254

9.4 隧道氧吧车 255

9.5 高原隧道施工供氧效果 259

参考文献 263

10 相对封闭环境增氧 265

10.1 供氧方式与模型计算 266

10.1.1 弥散供氧模型 266

10.1.2 算例分析 269

10.2 缺氧环境增氧设备及流程 270

10.2.1 除尘 271

10.2.2 除湿与加湿 272

10.2.3 制冷与加热 274

10.2.4 增氧 276

10.3 增氧的效果 276

10.4 二氧化碳的去除 279

10.4.1 化学吸收 279

10.4.2 物理吸收 280

10.4.3 吸附分离 280

10.4.4 Sabtier还原法 281

10.4.5 生物降解 281

10.5 安全监控技术 282

10.5.1 氧传感器及放大电路 282

10.5.2 系统结构设计 285

10.5.3 系统结构硬件 287

10.5.4 系统软件设计 289

参考文献 291

11 室内富氧安全 292

11.1 室内富氧安全研究现状 293

11.2 燃烧速率测试装置 295

11.2.1 气源 295

11.2.2 配气系统 296

11.2.3 燃烧室 296

11.2.4 点火装置 297

11.2.5 定位装置 298

11.3 大气压对着火点的影响 299

11.4 火焰的传播速度 301

11.4.1 大气压力对火焰传播速度的影响 303

11.4.2 氧气体积分数对火焰传播速度的影响 304

11.4.3 富氧对火焰传播速度的影响 305

11.4.4 温度对火焰传播速度的影响 307

11.5 不同海拔高度下的富氧效果分析 308

11.5.1 室内富氧的安全氧浓度上限 309

11.5.2 室内富氧安全分析 311

参考文献 312