馬 帥，石梅生，張利芳，汪 星

（1.軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院衛(wèi)勤保障技術(shù)研究所，天津300161；2.聯(lián)勤保障部隊第940醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科，蘭州730050；3.蘭州市安寧區(qū)人民醫(yī)院，蘭州730050）

0 引言

氧氣是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是維持生命的重要因素，是戰(zhàn)時醫(yī)療保障的重點內(nèi)容之一[1]。在救治的最佳時間內(nèi)，對緊急患者（特別是急性呼吸衰竭患者）采取有效的氧療，使患者吸入足夠的氧氣以保證其體內(nèi)血氧濃度維持在正常范圍內(nèi)，可以有效提高患者的救治率[2]。目前主要的制氧方法分為2類：一類是物理制氧，即將空氣中的氧氣與包括氮氣在內(nèi)的其他氣體通過物理方法進行分離，如深冷（深度冷凍）法、膜分離法和變壓吸附（pressure swing adsorption，PSA）法；另一類是化學(xué)制氧，即采用化學(xué)試劑，通過化學(xué)方法進行氧化還原反應(yīng)，從無到有地制取氧氣，如超氧化物制氧、氯酸鹽分解和水電解等。

戰(zhàn)場環(huán)境對醫(yī)療保障的要求重點是階梯救治和快速后送[3]，而戰(zhàn)時野戰(zhàn)環(huán)境下的極端條件，如低溫、高原地區(qū)的低壓、車船艦載的密閉與不平穩(wěn)等，對制氧裝備的可行性、快速性、連續(xù)性和機動性等提出了更高要求[4]。本文對現(xiàn)有的制氧技術(shù)進行綜述，結(jié)合各制氧方法的研究進展，分析各制氧方法的特點和制氧裝備在野戰(zhàn)條件下的應(yīng)用。

1 物理制氧

1.1 深冷法

深冷法制氧是利用空氣中各組分沸點不同，通過深度冷卻后精餾而從空氣中將氧氣分離（制得氧氣體積分數(shù)超過99.6%[5]）的方法。由于分離氧氣和氮氣需要在90 K以下的溫度進行，因此這種方法被稱為深冷法或低溫法。

1.1.1 深冷法制氧工藝流程的研究進展

傳統(tǒng)的深冷空分塔由低壓塔和高壓塔組成，其制氧工藝流程如圖1所示[6]。隨著科技的發(fā)展，最初的高壓流程和中壓流程逐漸被低壓流程取代[6]，制氧工藝一般采用常溫的高效分子篩吸附凈化空氣雜質(zhì)、配備增壓透平膨脹機組、規(guī)整填料上塔、全精餾制氬、分散控制系統(tǒng)（distributed control system，DCS）等最新技術(shù)[7]。在低壓流程的基礎(chǔ)上，Chang等[8]提出了一種改進的熱集成耦合系統(tǒng)，通過改變精餾塔熱耦合方式來降低精餾塔中空氣操作壓力，進而降低整體能耗，理論上可比普通深冷法降低47%的能耗。Zheng等[9]提出對于生產(chǎn)低純度的氧氣（體積分數(shù)為95%），單塔和三塔工藝要比傳統(tǒng)的雙塔工藝具有更大的節(jié)能潛力，并以10 000 m3/h的產(chǎn)氧量裝置進行模擬，研究結(jié)果表明，單塔和三塔工藝比雙塔工藝平均能耗降低12.3%～25.9%。Wu等[10]和Mehrpooya等[11]分別提出了一種利用液化天然氣（liquefied natural gas，LNG）冷能生產(chǎn)氧氣的低溫空分新工藝，采用LNG冷回收的空分流程，制氧能耗約為0.36 kWh/m3。

圖1 深冷空分制氧工藝流程圖[6]

1.1.2 深冷法制氧裝置的研究進展

深冷法進入工業(yè)近百年來，在大規(guī)?？諝夥蛛x領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，隨著冶金、煤化及石化等工業(yè)對大型化空分裝置需求的日益增加，深冷法制氧裝置規(guī)模正由中等型（1 000 m3/h以上）向大型（10 000 m3/h以上）、特大型（80 000 m3/h以上）方向發(fā)展[12]。李美玲等[13]研究指出，空分制氧裝置從10 000 m3/h到40 000 m3/h，制氧能耗則從0.383 kWh/m3降低到0.370 kWh/m3，制氧裝置規(guī)模越大能耗越低。國外深冷法制氧技術(shù)發(fā)展較早，如林德、法液空等大型空分公司于20世紀(jì)初就研發(fā)出深冷法制氧裝置，于20世紀(jì)90年代開始投運10萬等級的空分裝置，我國深冷法制氧裝置自20世紀(jì)五六十年代開始，經(jīng)歷了仿制、引進技術(shù)和自主研發(fā)等階段[14]，到2000年以后，以杭州杭氧、四川空分、開封空分、杭州福斯達等為代表的一批國內(nèi)深冷法制氧裝置生產(chǎn)企業(yè)緊跟世界空分技術(shù)發(fā)展的步伐。如今自主研發(fā)的國產(chǎn)空分設(shè)備技術(shù)性能也達到了國際先進水平，不僅占據(jù)了國內(nèi)大部分市場，也開始向中東地區(qū)、東南亞地區(qū)，墨西哥、韓國等國家和地區(qū)出口空分設(shè)備[15]。

1.2 PSA法

PSA法是利用吸附劑在不同的壓力下對不同空氣組分具有不同的吸附力，進而實現(xiàn)空氣中的氧氮分離的方法。

影響PSA法制氧的因素主要是吸附劑的吸附分離性能和PSA制氧工藝流程[16]。PSA制氧技術(shù)始創(chuàng)于20世紀(jì)60年代初，近60 a來人們對PSA制氧技術(shù)的研究主要體現(xiàn)在吸附劑的改性研究和PSA制氧工藝流程的研究等。

1.2.1 吸附劑的改性研究進展

開始應(yīng)用于PSA制氧的分子篩主要是5A（CaA）、13X（Nax）沸石[17]。沸石分子篩對氮氣的吸附容量和氮氧分離系數(shù)是決定PSA制氧裝置規(guī)模和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的最關(guān)鍵因素，因此對制氧吸附劑的改性研究主要著眼于提高和改善吸附劑對氮氣、氧氣的選擇吸附性能，國內(nèi)外也對此進行了大量研究[18-29]，通過改變沸石硅鋁比（SiO2/Al2O3）和進行金屬陽離子置換來調(diào)節(jié)分子篩的表面性質(zhì)和吸附性能。硅鋁比在2.0～2.2的X型分子篩被稱為低硅鋁比X型沸石分子篩（LSX），用Li+交換的鋰型LSX（Li-LSX）在空分制氧領(lǐng)域展現(xiàn)了很大的優(yōu)勢，是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空分制氧吸附劑[26]。Weston等[27]發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)Li+交換度大于75%時，Li-LSX的氮氣吸附量才會迅速增加。鑒于鋰價格的急劇上漲，Epiepang等[25]使用少量的Li+和Ag+交換到鍶型LSX（Sr-LSX）和鈣型LSX（Ca-LSX）樣品中，制得鋰鍶混合型LSX（LiSr-LSX）、銀鍶混合型LSX（AgSr-LSX）和銀鈣混合型LSX（AgCa-LSX）混合物，氮氧分離系數(shù)為4.16～6.90，可以作為Li-LSX的理想替代品。Fu等[28]提出在高原空氣相對濕度和日溫度變化較大的條件下，對八面沸石（FAU）的氮氣容量和氮氧分離性能造成不可逆的影響（238 K時，0%水含量時氮氧分離系數(shù)可達4.0，10%水含量時則為1.5左右），為抑制水和溫度變化帶來的負面影響，在高原特殊條件下，硅鋁比接近1.5的FAU將是PSA制氧實際應(yīng)用的合適吸附劑。

1.2.2 PSA制氧工藝流程的研究進展

PSA制氧技術(shù)起始于20世紀(jì)60年代，1960年Skarstrom[30]在其申請的專利中提出兩吸附床四步PSA流程，如圖2所示。Berlin[31]在Skarstrom[30]的逆放步驟之間增加了均壓操作，在第一個吸附床吸附結(jié)束、第二個吸附床沖洗結(jié)束后聯(lián)通兩吸附床，完成均壓步驟，降低了能耗的同時也提高了氧回收率。1964年Montareuil和Daniel[32]在其申請的法國專利中首先提到真空變壓吸附（vaccum pressure swing adsorption，VPSA）流程，在略高于常壓下吸附，真空下解吸。相較于PSA制氧工藝，VPSA制氧工藝可以提高產(chǎn)品氧氣體積分數(shù)和氧回收率，且能耗低[33]。

圖2 兩吸附床PSA制氧工藝流程圖[30]

在此基礎(chǔ)上，PSA制氧工藝流程的研究主要集中于提高氧回收率、降低能耗以及適應(yīng)各種復(fù)雜多變的環(huán)境等方面。相關(guān)研究人員對PSA制氧工藝流程進行了大量優(yōu)化研究[34-38]，分析了制氧工藝流程中的吸附壓力、吸附時間、均壓時間、環(huán)境溫度、沖洗孔徑大小等工藝條件對氧氣體積分數(shù)和氧回收率的影響，并得出了相應(yīng)的最佳條件。為提高氧回收率，可以增加吸附床的數(shù)量。一般來說，吸附床越多，床內(nèi)存留的富氧利用率越高，氧回收率越高。對于大中型固定式PSA制氧裝置，兩床制氧機的氧回收率一般為30%左右[35]，四床制氧機的氧回收率一般為40%左右。石梅生等[39]提出了一種高原高效制氧機，采用六床制氧流程，如圖3所示，氧產(chǎn)量為10 m3/h，產(chǎn)氧純度為93.5%，氧回收率可達58%。

圖3 六床PSA制氧流程圖[39]

與傳統(tǒng)的PSA相比，快速變壓吸附（rapid pressure swing adsorption，RPSA）流程的主要優(yōu)勢是縮短周期時間，其RPSA采用簡單循環(huán)和高壓降的單床工藝，壓降平均增加一個數(shù)量級，周期時間可以縮短到10 s[40]。Moran等[41]提出多床系統(tǒng)的快速循環(huán)變壓吸附（rapid cycle pressure swing adsorption，RCPSA），可以進行均壓等步驟，進而提高氧回收率和降低能耗。Zhu等[42]研究出一種四吸附床和旋轉(zhuǎn)多孔閥組成的RCPSA空分系統(tǒng)，在低吸脫壓比（250 kPa∶101 kPa）下，產(chǎn)氧量為1 L/min，產(chǎn)氧純度為92%。

1.3 膜分離法

膜分離法制氧是指在壓力驅(qū)動下，使空氣中的氧氣和氮氣通過膜的選擇滲透作用來實現(xiàn)連續(xù)分離的過程，其分離過程如圖4所示[6]。

圖4 膜分離制氧過程示意圖[6]

膜分離法的制氧工藝簡單，因此膜分離法的研究主要集中于膜材料的改性與研究部分。多年來，科研工作者曾對上百種聚合物進行過性能測試和改性研究篩選，目前用于氣體分離的聚合物膜材料主要有聚酰亞胺、醋酸纖維素和聚砜等膜材料。

常用的聚合物膜材料，其氣體分離性能總是受到選擇性和滲透性之間的羅伯遜上限影響[43]，選擇性影響其產(chǎn)氧體積分數(shù)，滲透性影響其氧回收率。研究人員通過改變聚合物中金屬絡(luò)合物的比例或摻雜其他材料來改變聚合物的氣體分離性能[44-49]。Alqaheem等[48]指出常用的聚合物材料聚醚酰亞胺（polyetherimide，PEI）具有較高的選擇性（氧氮選擇系數(shù)α為8.0），但滲透性卻很低（氧透性為0.4 bar，1 bar=105Pa），為了改善其性能，可以添加填料（如10%的4A沸石）以創(chuàng)建微孔，從而更好地擴散氣體。Han等[49]通過在聚醚酰胺中添加T（p-OCH3）PPCoCl制成的復(fù)合物膜，具有較好的滲透性（氧透性和氮透性分別為8.0和2.6 bar）和選擇性（α為4.2），顯著提高了原聚醚酰胺的氣體分離性能。

2 化學(xué)制氧

2.1 超氧化物制氧

堿金屬和堿土金屬的過氧化物、超氧化物可與水和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。其整個反應(yīng)過程可用下列反應(yīng)方程式來表示[50]：

其中，M為堿金屬。

超氧化物中最常用的生氧藥劑為超氧化鉀，通常將超氧化鉀制成片狀或板狀，以方便使用和存儲[51]。目前超氧化物制氧技術(shù)的研發(fā)主要圍繞制氧裝置在使用時出現(xiàn)的易燒結(jié)和融化、利用率低、難以匹配呼吸商等問題開展。針對上述問題，楊喆等[52]提出超氧化鉀空氣再生藥劑配比優(yōu)化方案，加入氫氧化鈣和鈉石灰，使藥片產(chǎn)氧量最大為360 L，利用率提高了16.3%。余新昌等[53]提出化學(xué)氧呼吸器普遍存在使用過程中氧氣體積分數(shù)較高的問題，通過在超氧化鉀生氧劑中加入二氧化碳吸收劑BKD作為添加劑進行降氧，可以有效降低氧氣體積分數(shù)，從而提高生氧劑的氧氣利用率，穩(wěn)定時氧氣體積分數(shù)在26.5%左右，同時能保持65 min的穩(wěn)定時長。Wang等[54]提出增加藥劑板的數(shù)量或在藥劑板中添加二氧化碳吸收劑，可以滿足地下避難所中氧氣產(chǎn)生速率和系統(tǒng)呼吸商之間匹配的要求。

2.2 氯酸鹽分解

氯酸鹽產(chǎn)氧是以氯酸鹽（如NaClO3）或過氯酸鹽為主體，以金屬粉末作為燃料，添加少量的催化劑、抑氯劑和黏結(jié)劑，經(jīng)混合后干（濕）壓或澆鑄而成。用電或明火引燃藥塊后，便能沿塊體軸向等面積自動燃燒，這種燃燒現(xiàn)象與蠟燭燃燒很相似，故名“氧燭”[55]，其組成示意圖如圖5所示[56]。

圖5 氧燭組成示意圖[56]

二戰(zhàn)期間，美國海軍首先研制氧燭，將其用于緊急氧源和潛艇在海底運行時的供氧[56]。隨后，英國、法國、奧地利和日本等國先后投入大量人力、物力進行氧燭的研制工作[56]。我國于20世紀(jì)80年代開始研究氧燭的機理、配方及點燃方式，并于20世紀(jì)90年代研制成功[56]。

目前，氧燭法制氧技術(shù)的研究主要集中于改進其性能方面，包括降低氧燭表面溫度、提高氧燭的使用安全、提高氧燭的制氧性能等方面。常用的產(chǎn)氧藥塊（如NaClO3）在熱分解初期溫度可達500℃以上，在580℃左右完成分解，不僅需要較高的點燃溫度，包裹材料的機械外殼也會持續(xù)高溫，對使用環(huán)境造成很大的影響，同時高溫容易對人員造成傷害。劉建國等[57-58]以氧燭中常用的Co2O3催化劑為研究對象進行實驗，探究催化劑對氧燭產(chǎn)氧速率及穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明Co2O3對NaClO3熱解具有明顯的催化性，在含有質(zhì)量分數(shù)為4%的Co2O3時熱解開始溫度下降170℃左右，但熱解終止溫度僅下降了7℃，且會使NaClO3熱解過程不連續(xù)，產(chǎn)氧速率不穩(wěn)定；若在同時加入Mn金屬，可使熱解終止溫度由419℃下降為351.9℃，并使熱解過程更加連續(xù)平穩(wěn)。為降低氧燭反應(yīng)溫度、優(yōu)化產(chǎn)氧速率及提高整體產(chǎn)氧量，王偉象等[59]設(shè)計了雙層結(jié)構(gòu)的氧燭，提高了產(chǎn)氧效率（比單層結(jié)構(gòu)氧燭提高了15.3%）。翟康等[60]提出在氧燭外殼增加二氧化硅氣凝膠棉氈，有效降低了氧燭外殼最高溫度（50℃以下），減緩了外殼溫升速率。張彥軍等[61]為適合野外多種環(huán)境而研制的便攜式氧燭，合成了一種鈷鹽催化劑，使NaClO3分解降低到了250℃，放氧速率在0～5 L/min范圍調(diào)節(jié)，氧燭密封罐的外表溫度低于60℃。

2.3 水電解

水電解制氧技術(shù)適用于需要高純氧或電力充足的場合，如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、潛艇和空間站供氧、火焰焊接或切割等。俄羅斯水電解制氧裝置在20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用于和平號空間站，采用流動堿性電解質(zhì)[64]；美國水電解技術(shù)在20世紀(jì)80年代便已應(yīng)用于軍事潛艇供氧，于2010年應(yīng)用于國際空間站供氧，采用的是SPE水電解技術(shù)[64]。我國在載人航天應(yīng)用背景的牽引下，中國航天員中心于20世紀(jì)90年代初期就開始進行SPE水電解制氧技術(shù)研究[65]，經(jīng)過近20 a的技術(shù)積累和發(fā)展，已成功研制出了我國第一臺用于空間站供氧的水電解制氧試驗裝置，并完成了“天宮一號”目標(biāo)飛行器在軌飛行試驗。

3 各制氧技術(shù)在野戰(zhàn)條件下的應(yīng)用

3.1 野戰(zhàn)條件下氧氣需求的特點

由于野戰(zhàn)條件下制氧裝備保障對象的特殊性以及應(yīng)用場合的復(fù)雜多變性，與常規(guī)民用制氧裝備相比，野戰(zhàn)條件下制氧裝備在某些方面有更嚴(yán)格的要求和顯著的特點。根據(jù)保障對象的不同可將野戰(zhàn)條件下氧氣需求分為戰(zhàn)傷救治用氧和高原用氧。

3.1.1 戰(zhàn)傷救治用氧

總結(jié)國內(nèi)外近現(xiàn)代戰(zhàn)爭中傷病員的特點，頭頸部和胸腹部等出血、休克以及燒傷的病種較多，氧氣對傷病員的救治十分重要[66]，如戰(zhàn)時常見的創(chuàng)傷性氣胸患者，吸氧條件下氣體吸收率可以提高4倍左右[67]。而在不同的野戰(zhàn)條件下，不同的醫(yī)療用氧單元對氧氣的需求則體現(xiàn)在不同的方面。

（1）野戰(zhàn)急救車：作為前接和轉(zhuǎn)移傷病員的環(huán)節(jié)，氧氣的需求量較小，同時制氧裝置需放置于急救車上，對制氧裝置的體積和質(zhì)量有較大限制，因此需要保證制氧裝置的快速性和機動性。

（2）野戰(zhàn)救護所：作為傷病員接收、分類、緊急救治或早期治療以及后送的機構(gòu)，氧氣的需求量適中，制氧裝置通常放置于箱組或車輛等可移動便攜式載體中，因此需要保證制氧裝置的機動性、快速性和連續(xù)性。

（3）野戰(zhàn)醫(yī)院：作為戰(zhàn)時后方醫(yī)院，主要負責(zé)收治師、旅救護所和就近醫(yī)療機構(gòu)后送的傷病員，對傷病員實施急救、早期治療和部分?？浦委?，氧氣需求量較大，通常建立中心供氧系統(tǒng)，需要保證制氧裝置的高效性、穩(wěn)定性和連續(xù)性。

3.1.2 高原用氧

胃腸道間質(zhì)瘤極易出現(xiàn)壞死和囊變，因此手術(shù)治療中要防止破壞假囊導(dǎo)致轉(zhuǎn)移。本次研究中，25例經(jīng)過CT和MRI診斷為壞死和囊變，1例結(jié)腸胃腸道間質(zhì)瘤轉(zhuǎn)移到腹腔，經(jīng)過MRI獲得定位。

我國高原（海拔3 000 m以上）地區(qū)幅員遼闊，邊界線長而復(fù)雜，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭形態(tài)的轉(zhuǎn)變，環(huán)境因素對戰(zhàn)爭進程的影響不斷加大，高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄，高原低氣壓性缺氧引發(fā)的各種高原性疾病嚴(yán)重影響著高原官兵的身體健康和軍事作業(yè)能力，長期在高原生活的部隊官兵會因為缺氧而影響日常訓(xùn)練、工作，導(dǎo)致戰(zhàn)斗力下降。平原官兵急進高原的最初階段易出現(xiàn)嚴(yán)重的高原反應(yīng)，少數(shù)可引發(fā)急性高原不適應(yīng)癥及高原肺水腫、腦水腫等各種高原性疾病。對于高原環(huán)境下用氧的需求根據(jù)應(yīng)用場合的不同而有所差異。

（1）定點制氧保障：對于高原常駐官兵，建立固定制氧機房，針對定點保障人群進行集中制、供氧，氧需求量大，因此定點制氧保障裝備需滿足使用方便、產(chǎn)氧量大、運行穩(wěn)定等要求。

（2）機動制氧保障：對于到高原執(zhí)行駐訓(xùn)等任務(wù)的平原官兵，通常需配備車載式、方艙式或便攜式制氧裝備，氧需求量較大，機動制氧保障裝備需滿足可隨部隊機動、產(chǎn)氧迅速且穩(wěn)定、能耗低、環(huán)境適應(yīng)性強等要求。

（3）單兵制氧保障：單兵制氧保障裝備是指可以由一個人攜帶的制氧設(shè)備，受限于體積和質(zhì)量，產(chǎn)氧量不會很大，單兵制氧保障裝備需滿足體積小、質(zhì)量輕、能耗低等要求。

3.2 各制氧技術(shù)的特點及應(yīng)用

結(jié)合表1所列的不同制氧技術(shù)的優(yōu)缺點，根據(jù)各制氧技術(shù)和裝備的應(yīng)用發(fā)展情況總結(jié)如下：

表1 常用制氧技術(shù)的優(yōu)缺點對比

（1）深冷法制氧技術(shù)成熟，制氧純度高，但裝置啟動時間過長（一般為24～40 h[68-69]），無法實現(xiàn)野戰(zhàn)條件下現(xiàn)場快速制氧，且裝置體積大無法實現(xiàn)小型化，因此目前深冷法制氧在野戰(zhàn)條件下主要應(yīng)用于后方氧站、空軍場站等場合，如應(yīng)用于航空航天的KL-15A型制氧制氮車[70-71]，可生產(chǎn)純度為99.5%的液氧（產(chǎn)氧量為0.022 m3/h）和氣氧（產(chǎn)氧量為32 m3/h）。

（2）PSA制氧技術(shù)產(chǎn)氧體積分數(shù)較高，應(yīng)用范圍廣泛，且PSA制氧裝置結(jié)構(gòu)簡易、體積小、自動化程度高、操作簡便、制氧純度較高，可以滿足戰(zhàn)傷救治醫(yī)療用氧的需求，產(chǎn)生的氧氣可以滿足每分鐘數(shù)升的氧氣量，也可以滿足每小時數(shù)噸的氧氣量，對環(huán)境要求低。目前在野戰(zhàn)條件下我軍已研制出應(yīng)用于后方供氧的大型固定式PSA制氧裝置，應(yīng)用于野戰(zhàn)方艙醫(yī)院、野戰(zhàn)帳篷醫(yī)院等場合和車載、船載等機動型PSA制氧裝置、便攜式PSA制氧裝置等[72-81]，如圖6所示，分別為我軍研制的醫(yī)用制氧方艙、野戰(zhàn)制氧掛車、高原制氧車和箱組式制氧機[82]，能夠滿足我軍基地和分隊醫(yī)療救治用氧需求。

圖6 PSA制氧裝置[82]

（3）膜分離法耗能低、使用簡單，且制氧裝置擴容方便，大型化、小型化制氧裝置均可實現(xiàn)，但產(chǎn)氧體積分數(shù)低（25%～40%），因此目前在野戰(zhàn)條件下適用于艙室和車輛的彌散供氧。我軍也研制出了用于高原環(huán)境下的車載型膜分離制氧機，如圖7所示，該制氧機的富氧流量為5.4 L/min，產(chǎn)氧體積分數(shù)為26.7%左右[83]，可有效提高高原地區(qū)車輛駕駛?cè)藛T的抗缺氧能力，從而降低高原行車事故的發(fā)生率。

圖7 車載型膜分離制氧機[83]

（4）超氧化物制氧方法簡單、使用方便，具有產(chǎn)氧和吸收二氧化碳的雙重功能，但其產(chǎn)氧量低且屬于一次性制氧不可再生，因此在野戰(zhàn)條件下使用超氧化物制氧方法制備的氧氣主要應(yīng)用于救援和逃生用個人呼吸器的生氧藥劑和潛艇、地下坑道等密閉環(huán)境中的備用氧源。超氧化物中最常用的主要是超氧化鉀，其制氧裝置的藥板通常是由超氧化鉀和少量纖維壓制而成的板狀藥片，并在制氧裝置中分層放置，如圖8所示[84]。

圖8 板狀超氧化鉀制氧裝置[84]

（5）氯酸鹽分解制氧使用方便，裝置體積小、質(zhì)量輕，不受環(huán)境限制，但產(chǎn)氧過程會向環(huán)境釋放出一定熱量，且會產(chǎn)生一定量氯氣等副產(chǎn)物，屬于一次性制氧不可再生，因此目前在野戰(zhàn)條件下主要應(yīng)用于車輛、船艦內(nèi)緊急制氧，以及小型單兵攜帶式制氧[85]。

（6）水電解法制氧可制得高純氧（純度＞99.9%），生產(chǎn)原料為水，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，由于制氧過程需要耗費水和大量電能，而野戰(zhàn)條件下環(huán)境惡劣，很難實現(xiàn)充足的電力要求，因此主要應(yīng)用于需要高純氧且電力充足的特殊場合，如空間站和潛艇供氧[86]等。

4 結(jié)語

未來戰(zhàn)場條件紛紜復(fù)雜，衛(wèi)勤保障要實現(xiàn)野戰(zhàn)條件下聯(lián)合救治鏈，制氧技術(shù)的選擇就要確保其快速性、連續(xù)性和高機動性，而各種不斷發(fā)展的制氧技術(shù)在能耗、產(chǎn)氧體積分數(shù)、使用成本等方面各有特點，也為野戰(zhàn)條件下的氧氣供給提供了很多的選擇。著眼未來新型的衛(wèi)勤保障模式，應(yīng)結(jié)合戰(zhàn)時制氧技術(shù)的特點，根據(jù)不同的保障對象、野戰(zhàn)環(huán)境、應(yīng)用需求等選用合適的制氧技術(shù)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，并不斷研發(fā)新型的制氧裝備，構(gòu)建完備的制供氧保障鏈，為我軍在野戰(zhàn)條件下醫(yī)療救治用氧保障提供強有力的技術(shù)與裝備支持，提高我軍戰(zhàn)斗力和醫(yī)療保障能力。