医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨
医用分子筛制氧技术探究论文
医用分子筛制氧技术探究论文摘要:医用分子筛中心制氧系统主要由空气压缩机、空气过滤器、空气贮罐、吸附塔、氧气贮罐、气动阀、程控部分、气体流量计、气体过滤器等部分组成。
关键词:医用分子筛一、氧气作为医院医疗使用已经有很多年的历史,在医疗行业也是不可缺少的,但其制取方法一直延用着传统的低冷空气分离法,使用该方法制氧设备投资高、占地面积大,操作及维修维护费用多,因此不便在医院推广使用。
1998年4月国家医药局发布了《医用分子筛制氧设备通用技术规范》,1999年山西埃尔气体系统工程有限公司研制出了分子筛氧气发生装置,取代了医疗行业传统的制取方法和氧气瓶供氧方式,目前正在国内推广使用。
二、制氧系统的核心部件是制氧分子筛,分子筛(简称ZMS)是一种以沸石为主要原料经过特殊加工而成的白色颗粒,是一种半永久性吸附剂,在使用过程中注意防水,否则将失去吸附作用。
分子筛对氧气和氮气的分离作用主要在于这两种气体在分子筛表面上的扩散时间不同,较小极性的气体分子扩散较慢,很少一部分进入分子筛微孔,较大极性气体分子扩散较快,进入分子筛微孔也较多,氧气的临界直径为 2.8A (1A=10-8cm),而氮的临界直径为3A,这样在气相中可得到氧的富集成分,通过PSA变压吸附双塔流程,就可以从空气中将氧气分离出来。
根据中华人民共和国医药行业标准《医用分子筛制氧设备通用技术规范》以空气为原料,利用分子筛变压吸附工艺产生的氧气,这种氧气的氧浓度范围为90%—96%(v/v)之间,剩余的部分气体主要是氩和氮,随着吸附塔自动排气阀的作用,将少部分氩和氮以及其它废气排除掉,氧气进入贮氧罐通过管道输送到各临床科室。
三、大坪医院野战外科研究所如今是全军唯一的集医疗、教学、科研为一体的军队卫生医疗机构,为首批三等甲级医院,重庆市首批涉外定点医院。
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医用分子筛制氧系统工作基本原理及故障研究探讨
医用分子筛制氧系统工作基本原理及故障研究探讨医用分子筛制氧系统是医疗器械中的一种,其基本原理是利用分子筛吸附分离技术分离空气中的氮气和氧气,从而提高氧气纯度达到供应患者使用的目的。
医用分子筛制氧系统主要由氧发生器、储氧罐、气体处理系统和氧输送系统等组成。
氧发生器是核心设备,其作用是将空气中的氧分离出来,通常采用压缩空气和分子筛净化二步分离技术,通过分子筛的吸附作用将空气中的氮气去除,从而获得高纯度的氧气。
储氧罐主要是为了储存氧气,当氧气产生速率大于输送速率时,储氧罐会储存氧气以备不时之需。
气体处理系统主要是为了保证氧气的纯度,通常采用了多种技术,如洁净的过滤器、吸附剂、干燥剂等。
同时,气体处理系统还可以根据不同实际需求,提供不同的输出压力和流量。
氧输送系统则是将氧气输送到患者处,这其实是医用分子筛制氧系统中最关键的分支。
然而,即使是生产和销售最好的医用分子筛制氧系统,也不可能完全避免故障的发生。
尽管制氧系统的设计十分精良,但仍然有许多问题需要面对。
其中,最为普遍的问题就是空气进取口渗漏,这会使得制氧系统不能快速达到纯氧状态,从而导致纯度较低。
此外,在制氧系统中还存在着其他问题,如管路阻塞、氧气过量等等。
对于这些故障,通常采用以下措施来解决:首先,可以通过更换部件或元器件来根本性地排除故障的原因;其次,开展针对性维修或保养可以延长设备寿命、保证正常发挥设备作用,提高制氧系统的稳定性和可靠性;最后,加强警示与检测工作,并及时修复设备部件,可以有效避免更严重的故障发生。
总之,医用分子筛制氧系统是一款新型医用设备,具备快速、准确、可靠、节约能源等优点。
在生产、维护和运用制氧系统的过程中,遇到故障需要及时有效地开展处理,才能保障其正常工作,为临床医学中的各项工作提供更好的技术支持和保障。
分子筛制氧 医用氧
分子筛制氧医用氧
分子筛制氧是一种通过分子筛技术来制备高纯度氧气的方法。
分子筛是一种多孔性材料,可以根据分子的大小和极性选择性地吸
附分子。
在分子筛制氧的过程中,空气被压缩并经过分子筛,其中
的氮气等其他成分被吸附,而氧气则通过,从而获得高纯度的氧气。
医用氧是指用于医疗目的的氧气,通常是经过特殊处理和纯化
的高纯度氧气。
医用氧广泛用于医疗机构,用于治疗呼吸系统疾病、手术后恢复、产房、急救等各种医疗场景。
医用氧通常以气瓶或液
氧的形式储存和输送,确保患者能够获得高质量的氧气治疗。
从技术角度来看,分子筛制氧是制备高纯度氧气的一种有效方法,可以用于生产医用氧。
这种方法可以确保氧气的纯度达到医疗
标准,从而保证患者在接受治疗时能够得到高质量的氧气供应。
从医疗角度来看,医用氧对于一些呼吸系统疾病或其他疾病的
治疗起着至关重要的作用。
通过分子筛制氧获得的高纯度医用氧可
以有效地帮助患者缓解呼吸困难、缺氧等症状,促进患者康复。
总的来说,分子筛制氧是制备高纯度氧气的一种技术方法,可
以用于生产医用氧,而医用氧在医疗领域有着重要的应用。
这两者相辅相成,共同为患者的健康提供保障。
变压吸附制氧技术
变压吸附制氧技术对变压吸附制医用氧过程中的吸附剂选择、流程开发、多层过滤系统等技术问题进行了研究,它将有助于变压吸附制氧技术在我国各级医院中的使用。
变压吸附(简称PSA)制氧是国际上最近三十年新兴起来的制氧技术,它的特点是就地产氧,只要将制氧设备接通电源,就可由空气中生产出氧气,且设备的体积小、操作简单,可省去大量的人力、物力,尤其适合实施管道化中心供氧的医院以及工业不发达地区的医院。
1原理和方法变压吸附制医用氧是采用物理吸附的方法,使用的吸附剂是沸石分子筛(zeolite molecular sieve)。
空气中的主要成分是氮气、氧气及其它稀有气体,它们的分子极性各不相同,其中氮气的极性较氧气的极性要大。
沸石分子筛是一种极性吸附剂,在等温条件下,当吸附压力增加时,它对氮气的平衡吸附量要比氧气增加很多;当吸附压力减少时,它对氮气的平衡吸附量比氧气减少很多。
利用沸石分子筛的这一特性,可采用加压吸附,减压解吸循环操作的方法制取氧气。
2吸附剂的选择在PSA吸附床中,至少有两层吸附剂,靠近进料端的吸附剂称为“预处理”吸附剂,它的主要作用是除去进料空气中的水和二氧化碳。
氧化铝通常被用作预处理吸附剂,但是,使用中人们发现在氧化铝与其它吸附剂的接触面上会产生一个低温区,称为“冷点”,会影响吸附剂的再生。
随着人们对“冷点”的进一步认识,氧化铝已被NaX型的沸石分子筛代替,因为它比氧化铝具有更高的氧、氮吸附容量和吸附热,可以帮助减少“冷点”的损害。
目前,具有更高吸附容量的NaX吸附剂已经被开发出来,可以进一步减低“冷点”效应。
靠近吸附床产品端的第二层吸附剂称为“主吸附剂”,它的主要作用是氧气、氮气的分离,一般选用具有优先吸附氮气的沸石分子筛。
在有些场合,NaX既被用来作主吸附剂,也被用作预处理吸附剂,但CaA型的沸石分子筛是变压吸附法制氧最常用的吸附剂。
为了提高分子筛的吸附性能,又开发其它类型的分子筛如CaX型的沸石分子筛,目前吸附选择性能最好的吸附剂是LiX型和MgA型沸石分子筛。
医用分子筛制氧
医用分子筛制氧氧是生态系统中的一种重要的物质,它的稳定性决定着生态环境的健康,尤其是水体中的氧含量,对水体中生物的生存有着重要的作用。
随着环境的恶化,水体中的污染物越来越多,致使水体中的氧含量也急剧下降,因此保持水体中的氧含量稳定成为一个重要的环境问题。
人们尝试以各种方式改善水体中污染物的排放情况,以保护环境,同时也寻求一种能提供安全、可靠和高效的氧化剂,以改善水体中氧含量的状况。
医用分子筛制氧(MST)是实现水体修复的一种新技术。
MST是一种基于吸附技术的氧化剂技术,它可以利用可见光照射能量吸收大气中的氧分子,将其吸收到水体中。
分子筛制氧还具有一定的过滤能力,可以吸附水体中的污染物,从而改善水体的水质。
MST技术的应用可以给水体重新添加新鲜的氧分子,从而提高水体的溶解氧(DO)含量,从而改善水质,提高水体中的生物多样性,改善水体的环境条件。
MST技术有许多优势,例如低成本、高效、易于操作等。
它可以通过简单的调节来实现水体中溶解氧含量的恢复,帮助水体恢复健康的生态环境。
MST技术在水体中水质的改善方面可以发挥重要作用。
其次,MST技术对水体的污染也有着一定的控制作用。
它可以有效吸附水体中的有毒物质,减少水体中有害物质的残留,起到防污护水的作用。
因此,MST技术可以在一定程度上减少污染物对水体的危害,保护水体环境。
此外,MST技术还为科学家提供了一种能够有效控制水体环境的新技术。
通过这种技术,可以调节水体中污染物的释放,提高水体的清洁度。
它也可以有效缓解水污染,保护水体环境的稳定性。
总之,MST技术是一种有效的修复水体的新技术,它可以有效改善水体的水质,保护水体和生态环境,促进社会可持续发展。
MST技术的发展将给水体的改善带来积极的效果,并为未来水体修复提供了良好的前景。
变压吸附制氧原理
变压吸附制氧原理引言:随着社会发展和人口老龄化趋势的加剧,氧气作为一种重要的医疗气体,广泛应用于临床医学、制药工业等领域。
而变压吸附制氧技术则是一种高效、可靠、节能的制氧方法,本文将从原理、设备和应用三个方面进行介绍。
一、变压吸附制氧的原理变压吸附制氧是利用吸附剂对空气中的氮气进行选择性吸附分离,从而得到高纯度的氧气。
其原理主要包括以下几个步骤:1. 吸附:将空气通过吸附剂床层,吸附剂表面的孔隙结构能够选择性地吸附氮气。
吸附剂通常采用具有大孔隙结构和高吸附容量的物质,如分子筛、活性炭等。
2. 脱附:当吸附剂达到一定饱和程度后,需要进行脱附操作,即通过减压或增加温度等方式,将吸附剂中吸附的氮气释放出来。
释放的氮气经过处理后,可以回收利用或排放到大气中。
3. 再生:脱附后的吸附剂需要进行再生,以恢复其吸附性能。
再生操作一般包括冲洗、干燥和升温等步骤,使吸附剂重新达到适用于吸附氮气的状态。
通过不断循环吸附、脱附和再生操作,变压吸附制氧系统可以持续地产生高纯度的氧气。
二、变压吸附制氧的设备变压吸附制氧设备主要包括压缩空气系统、吸附剂床层、控制系统等组成。
1. 压缩空气系统:负责将大气中的空气经过压缩处理,以提供足够的进气压力。
压缩空气系统通常包括压缩机、冷却器和过滤器等部件。
2. 吸附剂床层:是变压吸附制氧系统的核心组成部分,其结构通常为多个吸附剂床层的组合。
吸附剂床层一般采用多个固定床层的方式,以实现连续的吸附、脱附和再生操作。
3. 控制系统:用于控制整个变压吸附制氧系统的运行,包括压力控制、温度控制、气流控制等。
控制系统可以实现自动化操作,提高制氧效率和稳定性。
三、变压吸附制氧的应用变压吸附制氧技术在医疗、制药、化工等领域具有广泛的应用前景。
1. 医疗领域:变压吸附制氧设备可以用于医院、急救车等场所,为患者提供高纯度的氧气。
氧气可以用于呼吸治疗、手术麻醉、氧疗等医疗操作,对于呼吸系统疾病、心血管疾病等患者具有重要的治疗作用。
变压吸附制氧技术的发展和应用
变压吸附制氧技术的发展和应用
变压吸附制氧技术基于分子筛的原理。
分子筛是一种多孔的固体物质,它可以吸附气体中的分子。
在变压吸附制氧技术中,分子筛通常使用沸石
作为吸附材料。
沸石具有许多微小的孔道,可以选择性地吸附氧气分子。
通过改变沸石的压力和温度条件,可以实现对氧气和其他气体的有效分离。
变压吸附制氧技术的应用非常广泛。
首先,它在医疗领域用于治疗呼
吸系统疾病。
许多患有呼吸困难的患者需要额外的氧气供应来维持正常的
生活。
通过变压吸附制氧技术,可以提供高纯度的氧气,以满足患者的需求。
此外,该技术还可用于手术室、急救车和其他医疗设施,以确保氧气
供给的稳定和可靠。
其次,变压吸附制氧技术在工业领域中也有许多应用。
例如,钢铁、
化工、玻璃等行业需要大量氧气来支持其生产过程。
通过变压吸附制氧技术,可以从空气中提取高纯度的氧气,用于这些工业生产过程。
与传统的
液氧供应相比,变压吸附制氧技术更加节能和可持续。
此外,变压吸附制氧技术还在环境保护领域中得到了广泛应用。
例如,氧气燃烧技术被广泛应用于处理有机废气。
通过将有机废气与高纯度氧气
混合燃烧,可以将有机物完全氧化为二氧化碳和水,减少对环境的污染。
综上所述,变压吸附制氧技术是一种通过分离空气中的氧气和其他气
体来提供高纯度氧气的成熟技术。
它已经有了很长的发展历史,并在医疗、工业和环境领域中得到广泛应用。
随着技术的不断发展和创新,相信变压
吸附制氧技术将在更多领域中发挥重要作用。
变压吸附医用制氧机的设计探讨
可靠性 。
5 根据气候 干燥 地区的特点, 计时候要增大散热器的冷却水流 . 5 设
量。
目前 国内的冷干机生产厂 家竞 争异常激烈, 导致 “ 缺斤短量” 的现 象 比较普遍, 往往造成制冷量不 足和露点超标 , 同时由于 中间水分离器 的结 构 欠 佳 , 致 压缩 空气 除水 不 尽 , 后 级 处理 设 备造 成 影 响 。而 且 , 导 对 空气露点的检测点在冷凝 蒸发器后, 露点仪的数据只能说 明压缩空气经 过冷凝蒸发器后的露点, 并不代表冷干机出 口压缩空气 的露点 。因此在 设 备配套选型时不 能完 全按其样本 的计算 数据来选用, 必须适 当考 虑一 定 的裕 量 。 3 阀 门 的 设计 和选 型 、 阀门系统必须安全可靠 , 要特别 注意阀门设计和选型。 阀门的设计 应综合 考虑结构 、 材质 、 密封等方面。 尤其重视阀门材质的选择 、 关键零 件的磨损控制 、 流量的设计计算 、 阀门启闭速度设计 、 密封的可靠性设 计等。阀门系统尽可能采用可编程序控制器 ( L 自动控制 。 P C) 管道式气动 阀门( 切换寿命必须 高于 10万次 )应保证 工艺切换 0 , 的高可靠性 , P A制氧机适 应连续性工作要求。 使 s 4 排 气 噪 声 的 控 制 、 变 压 吸 附 装 置让 人 头 痛 的一 个 问题 就 是 吸 附 剂解 析 放 空 时产 生 很 强的噪声, 严重影响操作者的身心健康 。 尤其是大型变吸附设备 。 经过检 测, 超过 3o 的变压吸 附装置, 0m 若不加消声器, 其排气噪声在 10 B d 1
医院分子筛制氧机应用论文
浅谈医院分子筛制氧机的应用【摘要】本文通过对制氧机的种类比较、医院供氧方式的选择、分子筛制氧机的原理、特点和构造的三方面论述,证明了分子筛制氧机以其自身的一些优势和性能逐渐被大多数医院所接受。
【关键词】分子筛;制氧机近年来,医疗机构医用氧气的供应方式经历了氧气瓶、液氧和医用分子筛制氧机等三个阶段的发展,分子筛制氧机以其自身的一些优势和性能的不断提高逐渐被大多数医院所认可,医院使用分子筛制氧机作为集中供氧系统氧源的比例不断增加。
为了医院选择合适的氧疗工具和保障患者用氧安全,下面我浅谈医院分子筛制氧机的应用,以供大家参考。
一、制氧机的种类比较目前市场常见的制氧机主要有三类:化学药剂反应收集器、分子筛制氧机和高分子膜制氧机。
1)化学制氧机:通过使用化学药剂反应而产生氧气。
优点:产生的氧气纯度较高。
缺点:作为医用氧,虽然制氧器价格不高,但要日积月累的购买化学药剂,费用非常高。
并且每次产氧的时间只有十几分钟,产氧量仅为100ml/min。
2)分子筛制氧机:是一种物理制氧法,通过分子筛的过滤吸附作用从空气中分离氧气。
优点:制氧时间较长,产气量也较大,制得的氧气纯净度高。
缺点:由于空气中含有大量的杂质和有机污染物等,分子筛经过一段时间的运行,上面会堆积大量的杂质细菌,造成筛孔很快被堵塞,制氧效率下降。
因此,需要经常的更换筛膜,费用大,如不及时更换,制氧机虽在工作,但氧的含量已经很低了。
3)高分子膜制氧机:利用高分子膜对空气中的氧气、氮气具有不同的渗透能力,使氧气、氮气分开,而获得一定含量的氧气。
优点:制氧时间较长,产气量也较大。
缺点:其产生的氧气纯度实际上只有30%,低于医用氧标准。
二、医院供氧方式的选择现代医院供氧基本采取集中供氧,氧气瓶直接进病房或手术室的方式逐渐被淘汰。
集中供氧基本可分为如下三种方式:1.由瓶氧经氧气汇流排减压集中供氧。
2.由液氧贮槽经液氧汽化器汽化、减压、稳压后集中供氧。
3.由变压吸附制氧机生产医用氧气,连续供氧。
医用分子筛制氧焦点问题探讨
医用分子筛制氧焦点问题探讨摘要文章对现阶段医用分子筛制氧领域的几个焦点问题进行了分析,并结合国内外相关标准、相关部门的工作进展、国内外相关企业产品和技术水平、市场现状等方面进行了总结。
关键词医用分子筛医用氧气安全性经济性据调研,自1994年深圳福田医院引进医用分子筛制氧系统以来,分子筛制氧机在我国医疗机构中的应用已近20年,但是这种设备是否安全、经济,能否满足临床使用要求的争议仍在持续。
笔者将当前争论的几个焦点问题归纳如下,并提出自己的看法。
一、分子筛制氧机制得的氧气不符合《医用氧气》标准,不能在医院临床使用?首先要说明的是,GB8982-1998《医用氧气》及《中华人民共和国药典》规定:“由低温法分离空气而制取的气态和液态氧”(简称深冷法制氧)在氧浓度方面,医用氧气含O2不得少于99.5%(ml/m1),这是针对深冷法制氧的规定,与YY/T0298-1998《医用分子筛制氧设备通用技术规范》没有抵触。
美国早在1990年就把分子筛变压吸附(PSA)法所制得的氧气(Oxygen 93 Percent,简称为“93%氧”)纳入美国药典USP-XXⅡ版;欧盟在2010年把Oxygenium 93 Per centum纳入欧洲药典《EUROPEAN PHARMACOPOEIA 7.5》;国际标准ISO10083-1992《医用气体管道系统的制氧设备》对医用氧气氧含量的规定和美国药典对氧含量的规定相同(最新版本为ISO10083—2006)。
1998年,我国国家食品药品监督管理总局(简称CFDA)依据国际标准ISO 10083:1992 《医用气体管道系统制氧设备》,同时结合我国当时医用分子筛制氧设备的发展水平及行业状况制定了现在还在使用的医用分子筛制氧机的行业标准YY/T0298-1998《医用分子筛制氧设备通用技术规范》,对利用变压吸附法(PSA)制取的93%医用氧进行了规定。
CFDA在2003年7月10日发布的144号文件《关于医用氧气管理问题的通知》中要求:医用分子筛变压吸附法制取的氧气,其质量标准正在由国家药典委员会组织制定中,在该标准颁布执行前,暂不对该方法制取的氧气实行药品批准文号管理,也暂不发放《医疗机构制剂许可证》。
医用氧变压吸附制备工艺研究进展
2 . 2 ZMS+ CM S 工 艺
型Z MS应 用 于 P S A 制 氧 工 艺 中 ,并 模 拟 计 算 出其 一 级 P S A 工艺 . 可从 空气 中分离 出体积 分数 高达 9 9 . 5 %的氧气 , 然 而
回收率分离吸附方式 , 采 用 氧 吸 附剂 代 替 氮 吸 附  ̄ ] 1 [ I 3 1 。近年来 , 稀 土 元 素作 为 一 种 新 型 氧 吸 附 剂 引起 关 注 。2 0 0 0年 , C h o u d a r y [ 发 明 了一 种 具有 优先 吸附 氧 气的N a — C e X型分子筛 , 在此 基础 上 , J a y a r a m a n等[ 详 细 研 究
S e b a s t i a n等 [ 9 - 1 0 1 对 多种 Z M S进 行 A g 交 换处 理 , 处理后 Z MS 的O . r ( A r / O , ) 均 有 不 同程 度 增 加 , 其中A g A和 A g — Z S M一 5的0 l ( A r / O , ) 分 别为 1 . 6 3和 1 . 6 5 。A n s o n等 … ] 用A g 交 换 处 理钛 硅 酸盐 分子筛 ( E T S 一 1 0 ) 和发光沸 石分子筛 , 处理后 的 E T S 一 1 0 分 子 筛 和 发 光 沸 石 分 子 筛 的 d( A r / O ) 分别为 1 . 4 9 和 1 . 2 5 S a n t o s [ 1 把经 过 A g 和L i + 混合离 子交换 的低硅 铝 比 x
医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨
医 分 筛 压 附 氧 术 探 用 子 变 吸 制 技 的 讨
冯念伦 夏 文龙 孙铁 军 。 , ,
(1 . . 山东 省立 医 院 ;. 3 2山东 省药 品 审评认 证 中心 ; 济南 2 0 2 ) 5 0 1
f 文章 编号 36 2 8 7 (0 6 1 — 9 0 [ 17 — 2 0 2 0 ) 1 3 — 3 中图分类 号 ) 9 [ 献标识 码 ] R1 7 文 B
ห้องสมุดไป่ตู้
Ab t a t Th lc lrse e o y e e eao y po c h r y i 0 — 9 sr c : e moe u a iv x g n g n rtrma rdu e te pui n 9 t 5% o y e rl sn h i.I e e t x g n me ey u ig t e ar n rc n
【 关键词 】 分子筛 ; 变压吸附 ; 硅铝酸盐晶体 ; 气体分离和提纯
To d s u s t e o y e n f c u e t c n lg b u i e p e s r ic s h x g n ma u a t r e h o o y a o tl r s u e v s n b o p in wi d c lmo e u a i v wi g a s r to t me i a l c l rse e h
【 摘 要 】 分 子筛 制 氧机 仅仅 利用 空 气就 可 以生 产纯 度在 9 0—9%的氧 气 ,近 年 来 各级 医 院 5
的 中心供氧 系统 愈来 愈 多的选 用 了分子 筛 制氧 设备 ; 种制 氧 设备 的核 心 技术 是 让大气 通 过 分子 筛 这
利用 变压 吸 附气体 分离 和提纯 技术 获取 低 成本 的氧气 。其 制 氧机 工艺 流程 简单 、 安全 、 资 少 , 投 能耗 比较低 . 合低 品质 资 源 的开 发利 用 的世界 潮流 。 符
浅析医用分子筛制氧系统方案设计中的注意事项
浅析医用分子筛制氧系统方案设计中的注意事项摘要:医用分子筛制氧系统在设计中需要注重的细节问题很多,不仅要考虑到安全隐患问题,而且还要根据医用分子筛制氧系统在实践基础上出现的问题进行改进,本文仅就此作以浅谈。
关键词:医用分子筛制氧系统设计安全隐患改进医用分子筛制氧系统以沸石分子筛为吸附剂,用变压吸附法(pressure swing adsorption简称SPA)制取医用氧气设备(简称制氧机)。
该设备是在常温低压下以空气为原料,用物理方法直接进行分离,从而提高医用氧气的纯度。
在医用分子筛制氧系统的设计过程中,必须考虑到应用分子筛制法的原理,以及在制作过程中应该注意的问题和解决方案。
一、医用分子筛制氧系统设备制作的原理1.医用分子筛制氧原理制氧系统的核心部件是制氧分子筛,分子筛是一种以沸石为主要原料的半永久性吸附剂分子筛,运用氮气和氨气的分离作用在分子筛表面上的扩散时间不同,以通过微孔孔口进入空穴内,吸附于空穴表面,并在一定的条件下解吸放出,比孔径大的分子不能进入,从而有效地把氮和氧分离开来。
氧气经过贮氧气罐就可以送到各个医院使用。
2.医用分子筛制氧系统设备制作的原理医用分子筛制氧系统设是由不同的系统构成的,主要分为气源系统,主要作用是为吸附分离系统提供压缩气源,对耗能、噪音有重要的影响作用。
吸附分离系统可以可以平抑气体脉动和压力波动,还可以分离其中的水,可以确保分子筛高效率工作,使其工作时间年限更长远。
1)吸附分离系统的重要性医用分子筛制氧系统的组成部件主要是吸附塔和控制阀。
吸附和解析和解气的过程中主要是在双塔的作用下交替完成的。
在产生氧气的同时释放氮气。
在设计医用分子筛制氧系统时,一定要仔细研究如何才能吸附塔的结构设计和工艺设计参数更合理些,进而才能保证其工作效率与工作时间。
2)存储供应系统的重要性存储的供应系统主要是由:氧气贮罐、除尘过滤器、汇流排和充气灌组成的。
除尘过滤器可以提供干净无污染的氧气,汇流排可以在断电情况下确保提供氧气,可以使系统有安全的保障。
医用分子筛制氧机的应用研究
医用分子筛制氧机的应用研究医用分子筛制氧机是一种常用于医疗环境中的设备,可以将空气中的氧气与其他成分分离,提供高纯度的氧气给患者使用。
这种技术利用一种特殊的分子筛材料,通过吸附和解吸的过程,有效地去除氧气周围的污染物,使得输出的氧气纯度达到医疗标准。
医用分子筛制氧机已广泛应用于不同的医疗领域,如急救、手术、血液净化等,对患者的治疗效果起着积极的促进作用。
首先,医用分子筛制氧机在急救领域中发挥了重要作用。
在急救过程中,患者往往面临着缺氧的危险,而医用分子筛制氧机能够提供高纯度的氧气给患者使用,快速改善其缺氧状态,帮助他们恢复呼吸和心跳功能。
此外,医用分子筛制氧机还能够去除空气中的有害物质,如二氧化碳、一氧化氮等,减少对身体的损害,增强急救的效果。
其次,在手术过程中,医用分子筛制氧机也具有重要的应用价值。
手术患者在麻醉状态下往往会出现呼吸低氧状况,而医用分子筛制氧机可以在手术室中为患者提供纯净的高浓度氧气,确保其呼吸系统正常运作,提高手术的安全性和成功率。
此外,医用分子筛制氧机还能够满足不同手术需要的氧气浓度要求,提供个性化的氧气供应,进一步提升手术的效果。
另外,在血液净化领域中,医用分子筛制氧机也扮演着重要的角色。
血液净化过程中,血液中的各种代谢产物需要被有效地去除,而这些代谢产物往往与氧气结合在一起。
医用分子筛制氧机可以通过其高效的吸附效果,将血液中的氧气分离出来,实现对血液的氧合和净化功能,帮助患者恢复健康。
此外,医用分子筛制氧机还在其他领域有一些创新的应用研究。
例如,在癌症治疗中,氧气治疗可以提高肿瘤辐射疗效,而医用分子筛制氧机可以提供高浓度的氧气,促进氧疗效果。
在运动训练中,提供高浓度氧气可以增强运动员的耐力和恢复能力,从而增加训练效果。
总的来说,医用分子筛制氧机是一种重要的医疗设备,在急救、手术、血液净化等领域具有广泛的应用。
随着科技的进步和研究的深入,相信医用分子筛制氧机将会在未来发展中有更多的创新应用,为医疗事业和患者的康复做出更大的贡献。
环境温度对分子筛制氧机制氧性能的影响研究
环境温度对分子筛制氧机制氧性能的影响研究摘要:随着分子筛变压吸附制氧技术向大型化、小型化和高浓度三个方向发展,越来越多的分子筛制氧机被开发出来并广泛应用于医疗、机载供氧、机载供氧、民用氧疗、高原供氧等领域。
在各种制氧方法中,变压吸附是一种非常经济、可靠和灵活的制氧方法。
对于分子筛制氧机来说,其应用领域广,要求产品的环境温度在-40℃到60℃之间,分子筛制氧机制氧性能的变化直接影响产品的使用。
关键词:环境温度;变压吸附法;分子筛制氧机;氧浓度;氧气是维持生命的第一要素,分子筛制氧机作为小型移动式制氧装置,在高原补氧和医疗救护用氧方面得到广泛应用。
概述了不同制氧方法原理及其优缺点,重点分析了变压吸附法制氧方式,通过试验箱模拟高低温环境,探究了分子筛制氧机在不同环境温度下的氧浓度变化及其规律。
结果表明:不同环境温度下,分子筛制氧机的制氧性能会受到影响,分子筛制氧机有一个最佳工作温度范围;低温环境较高温环境对分子筛制氧机制氧性能影响更明显。
低温下,产品连续工作,氧浓度平均提高14.2%,高温下,产品连续工作,氧浓度平均降低2.3%,低温环境下产品长时间工作有助于提高氧浓度。
一、变压吸附法分析变压吸附法气体分离技术最早在20世纪60年代开始应用于分离空气制取氧气、氮气,其机理是在一定的温度下,根据不同气体在同一分子筛上的吸附压力下的吸附量不同,通过改变压力参数,将不同气体进行分离的循环过程。
变压吸附法中有两个关键技术:一是高效吸附剂的开发;二是频繁开关的阀门可靠性和灵活性的提高。
随着分子筛吸附性能的提高及吸附塔工艺的不断完善,变压吸附法在中小型和微型空分装置中的应用越来越广泛。
目前市场上医用分子筛制氧机、车载制氧机、民用氧疗机等制氧产品均采用该方法。
变压吸附法由于吸附循环周期短,吸附解析产生的热量相当,分子筛塔温度变化较小。
因此,变压吸附又称为常温吸附,即变压吸附是在等温条件下,利用气体组分的分压变化来改变分子筛的吸附容量。
医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨
医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨[ 录入者:admin | 时间:2008-11-14 11:58:34 || 浏览:122次]中国医学装备2006年11月第3卷第11期ChinaMedicalEquipment2006NovemberVol.3NO.11 1分子筛制氧设备的发展过程分子筛变压吸附PSA(PressureSwingAbsorption)气体分离和提纯技术是在20世纪60年代后,随着环境保护及污染治理的要求而迅速发展起来的技术,目前已经在钢铁生产,气体工业,电子工业,石油化工和医疗卫生等诸多行业得到广泛的应用.1962年美国联合碳化物公司(UCC)发现了分子筛对气体的选择性特性,并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离;随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置;随着分子筛材料与工艺的不断提升,70年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用,到80年代中期化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用,这使设备小型化成为可能,1985年美国的Praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始,90年代初产品意义上的医用小型制氧机开始出现,美国材料实验学会(ASTM)于1993年颁布了医用小型制氧机标准规范(F1464-1993),国际标准组织于1996年发布了医用小型制氧机的安全性标准(ISO8359:1996).分子筛变压吸附气体分离和提纯技术是利用分子筛,依靠压力的变化来实现吸附和再生,其再生速度快,能耗低,属于节能型气体分离技术,特别符合在能源短缺的情况下其低品质资源的开发利用的世界潮流.分子筛变压吸附原理的制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90-95%的氧气,并且其制氧机工艺流程简单,安全,投资少,能耗比较低,因此在中小规模的需要富氧的地方,如近年来各级医院的中心供氧系统的氧气气源愈来愈多的选用制氧机产氧,这类设备均采用分子筛变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气.2分子筛变压吸附气体分离和提纯技术2.1分子筛技术医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨冯念伦1,夏文龙2,孙铁军3(1.3.山东省立医院;2.山东省药品审评认证中心;济南250021)〔文章编号〕1672-8270(2006)11-39-03〔中图分类号〕R197〔文献标识码〕B【摘要】分子筛制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90-95%的氧气,近年来各级医院的中心供氧系统愈来愈多的选用了分子筛制氧设备;这种制氧设备的核心技术是让大气通过分子筛利用变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气.其制氧机工艺流程简单,安全,投资少,能耗比较低,符合低品质资源的开发利用的世界潮流.【关键词】分子筛;变压吸附;硅铝酸盐晶体;气体分离和提纯Todiscusstheoxygenmanufacturetechnologyaboutlivepressureswingabsorptionwithmedi calmolecularsieveAbstract:Themolecularsieveoxygengeneratormayproducethepurityin 90-95%oxygenmerelyusingtheair.Inrecentyears,centraloxygensupplysysteminmanyhosp italshasincreasinglyselectedthemolecularsieveoxygenequipment.Thecoretechnologyo fthiskindofoxygenequipmentistogainthelowcostoxygenbyletingtheatmospherethrought hemolecularsieveusingthelivepressureadsorptiongasseparationandthedepurationtech nology.Thetechnicalflowofthisoxygengeneratorissimple,safe,fewinvesting,thelowen ergyconsumptionandthisisthetrendtoconformthelowqualityresourcesdevelopmentandap plicationintheworld.Keywords:Molecularsieve;Pressureswingabsorption;Siliconalum inatecrystal;Gasseparationanddepuration分子筛(molecularsieve)是一类天然的或人工合成的,具有微孔型立方晶格的沸石型结晶硅铝酸盐.依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被称为"分子筛".分子筛具有多孔的骨架结构,在结构中有许多孔径均匀的通道和排列整齐,内表面相当大的空穴.这些晶体只能允许直径比空穴孔径小的分子进入孔穴被吸附,否则,被排斥.从而可使大小不同的分子分开,起到筛选分子的作用.分子筛还根据不同物质分子的极性决定优先吸附的次序.一般地,极性强的分子更容易被吸附.分子筛其化学通式为Mx/n〔(AlO2)x (SiO2)y〕mH2O,式中M为化合价为n的金属离子,通常是Na+,K+,Ca2+等.根据硅铝酸根中SiO2/Al2O3的比值不同,分子筛可分为A型,X型,Y型和丝光沸石等几种.分子筛这类结晶的硅铝酸盐,由于它具有均一的孔径和极高的比表面积,所以具有许多优异的特点.(1)按分子的大小和形状不同的选择吸附作用,即只吸附那些小于分子筛孔径的分子.(2)对于小的极性分子和不饱和分子,具有选择吸附性能,极性越大,不饱和度越高,其选择吸附性越强.(3)具有强烈的吸水性.哪怕在较高的温度,较大的空速和含水量较低的情况下,仍有相当高的吸水容量.5A(钙A型)分子筛的孔径为5A,能吸附小于该孔径的任何分子,主要应用于正异构烃分离,变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附,基于5A分子筛的工业应用特点,5A分子筛选择吸附性高,吸附速度快,特别适用于变压吸附,可适应各种大小的制氧,制氢,制二氧化碳等气体变压吸附装置.其分子式:0.70CaO 0.30Na2O Al2O3 2.0SiO24.5H2O2.2吸附原理吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程.一般说来具有吸附作用的物质是密度较高的多孔固体,如硅铝酸盐叫做吸附剂;而被吸附的物质是密度相对较小的气体或液体,叫做吸附质.吸附按其性质不同可以分成:化学吸附,活性吸附,毛细管吸附和物理吸附.分子筛制氧技术是采用的物理吸附:它是通过吸附剂与吸附质分子间的分子力进行吸附的.物理吸附的特点是:吸附过程没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的.2.3分子筛及吸附力分子筛变压吸附PSA装置所用的吸附剂都是5A(钙A型)分子筛,具有较大比表面积的硅铝酸盐;对混合气体中的各种组分具有不同的吸附能力和吸附容量.在物理吸附中,分子筛对气体分子之所以有吸附能力是由于处于气,固相分界面上的气体分子的特殊形态.一般来说处于气相中的气体分子所受的来自各个方向的分子吸引力是相同的,气体分子处于自由运动状态;而当气体分子运动到气,固相分界面时,也就是说气体分子碰撞到分子筛的表面时,气体分子将受到固相和气相中分子的引力,而来自固相分子的引力会更大,当气体分子的分子动能不足以克服这种分子引力时,气体分子就会被吸附在分子筛的固体吸附剂硅铝酸盐的表面.被吸附在固体吸附剂的表面的气体分子又被称为吸附相,其分子密度远大于气相,可接近于液态的密度.对于不同的气体组分,由于其分子的大小,结构,极性等各不相同,分子筛对其吸附能力和吸附容量也就各不相同;在分子筛变压吸附PSA装置由空气制氧时,就是利用分子筛的这一特点,其吸附相是氮气和二氧化碳气体;而吸附剂对空气中的氧气吸附能力很弱,所以氧气被分子筛排斥;空气通过装有不同吸附剂的分子筛后,除了氧气外,其它的组分和各种杂质被吸附下来,得到提纯的氧气.2.4吸附平衡吸附平衡是指在一定的温度和压力下,吸附剂和吸附质充分接触,最后吸附质在气,固两相中的分布达到平衡的过程.在实际的吸附过程中,吸附质分子会不断地碰撞分子筛并被其吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中;但同时吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量,从而克服分子引力离开吸附相;当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相同时,吸附过程就达到了平衡.对于物理吸附而言,吸附平衡很快就能够达到,并且在一定的温度和压力下,对于相同的吸附剂和吸附质,平衡吸附量是一个定值.吸附量是与压力和温度有关系的,压力越高单位时间内撞击到吸附剂表面的分子数越多,则压力越高平衡吸附量也就越大;而温度越高气体分子的动能越大,能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就越少,则温度越高,平衡吸附量也就越小.在变压吸附制氧过程中,由于吸附-解吸循环的周期很短,仅有1-2min,其产生的吸附热来不及散失,恰好可供解吸之用,由此可见吸附热和解吸热引起的分子筛温度基本不变,吸附过程可以近似看做等温过程.其吸附量仅有压力决定,也就是说制氧量仅有压力决定.3医用分子筛制氧机结构与工作流程简述制氧机一般由六部分组成:包括空气压缩机,精密气过滤器,空气缓冲罐,PSA制氧主机,氧气缓冲罐,控制器和仪表等.空压机要选用全自动开启的高可靠性,低噪声,节能型机器,将环境空气压缩到兆帕(Mpa)数量级,高压空气经过精密过滤器除油,除水净化后进入到空气缓冲罐中,其罐的出口有一个衡定的高压空气进入到PSA制氧主机.在制氧主机中一般有两个装有制氧专用的分子筛吸附塔,其中一个充有高气压处于吸附状态,而另外一个是低气压处于解吸再生状态.两台吸附塔在控制计算机的控制指令下,通过新型程控阀,分时接通高压气或低压气,周而复始交替完成吸附和解吸再生流程,源源不断地生产出合格的医用氧气,并灌入氧气缓冲罐中,经过稳压后就可以通过中心供氧管道系统送至病房,门诊等需要用氧的各个部门.依据制氧机所需的控制要求,大多厂家控制器选用高性能的工业电脑程控器PLC,通过功率放大直接控制系统的启动和停止及程控阀开,闭.PLC 带有操作和显示单元,可以进行人机对话,完成参数调整及设定;PLC还具有设备故障监测功能,发现问题时自动通过蜂鸣器报警并可以远传.氧气流量,氧气纯度,氧气压力由三块仪表直接显示,并通过传感器送到PLC显示单元在人机界面上数字显示,还可以选择氧气流量累计显示.制氧机在正常运行过程中基本不需要操作,所有的控制均由计算机自动完成,可实现无人化运行.4PSA技术的发展方向今后PSA技术的发展方向主要在三个方面:4.1分子筛性能的提升:随着新材料及纳米技术的发展,分子筛的吸附性会极大的提高,而随着添加元素的不断丰富,产品气的提纯精度将接近100%.4.2吸附流程的优化:将为吸附设备效率的提高及成本的降低提供保证.4.3控制系统的创新:控制系统特别是专用控制阀的开发将为提高产品气的分离效率,降低设备的工耗,提高设备的稳定性可靠性提供新的可能.(收稿日期:2006-06-01)。
变压吸附制氧原理
变压吸附制氧原理
PSA制氧的工作原理是基于分子筛物质的选择性吸附性能。
分子筛是
一种具有规则孔径的微孔材料,通常由硅酸盐或铝硅酸盐合成。
其孔径大
小可以根据需要进行调整。
在PSA制氧过程中,气体混合物首先通过一个压缩机被送入吸附器。
吸附器中装填有分子筛物质,通常使用4种不同的气体处理步骤:压力升高、吸附、减压和解吸。
首先,将气体混合物中的压力增加到较高的水平。
这会导致氧气因其
在分子筛中的吸附性能较高而被相对较大程度地吸附。
与此同时,氮气则
相对较少地被吸附。
接下来,通过控制一个排放阀门的开关,降低吸附器中的压力。
随着
压力的降低,氧气开始从分子筛中释放出来,并由液相或气相形式排出。
与此同时,吸附物累积的氮气则继续留在吸附器中。
在吸附阶段完成后,需要对吸附器进行再生以使其能够重新捕获氧气。
这是通过打开一个排放阀门并进行减压实现的。
减压会导致吸附物中的氮
气释放出来,并达到与初始状态相似的低压状态。
最后,将新的气体混合物送入另一个吸附器中,以完成制氧的连续生产。
两个吸附器交替运行,一个吸附氧气,另一个吸附氮气,以确保氧气
的不间断供应。
总的来说,PSA制氧的原理是通过利用分子筛材料的吸附性能,通过
调整压力和减压使氧气和氮气分离。
这种制氧方法具有高效、经济、可靠
的特点,因此在各种工业和医疗应用中被广泛采用。
医用分子筛变压吸附法制取的氧存在的问题
医用分子筛变压吸附法制取的氧存在的问题第一篇:医用分子筛变压吸附法制取的氧存在的问题医用分子筛变压吸附法制取的氧存在的问题中国医药报河南省濮阳市食品药品监管局任锐龙编者按由于我国目前对医用氧生产执行的双重质量标准和双重监管模式,食品药品监管部门切实加强对医用分子筛制氧设备使用监管是一方面,另一方面还需国家出台医用氧监管的有关法规文件,统一医用氧生产标准和监管模式,规范医用分子筛制氧设备的使用,确保广泛应用于临床的医用氧质量安全。
本文结合当前医用氧监管中存在的诸多问题,对医用分子筛变压吸附法制氧设备的规范和医用氧的经营管理提出了立法建议,希望对有关部门有所参考。
存在的主要问题医用氧是医疗机构用于治疗冠心病、脑血栓、肺病等疾病和术后治疗的一种重要药品,在危重病人的抢救、急救中起着十分重要的作用,其质量优劣直接关系到人民群众的身体健康和生命安全。
目前,临床使用医用氧的制取方法主要为低温空气分离法和医用分子筛变压吸附法,其中,低温空气分离法制氧又分为医用氧生产企业生产的氧和医疗机构外购低温液氧加压汽化制取的氧。
由于种种原因,我国医用氧监管中存在的质量标准不统一、监管模式不一致等问题未能有效解决,使得一些企业和使用单位钻法律空子违法生产经营和使用医用氧。
下面,笔者结合医用氧监管实践中遇到的一些问题,对立法规范医用氧的生产、经营、使用提几点建议。
存在的主要问题一、医用分子筛变压吸附法制取的氧存在的问题首先,该方法制取的氧的含量很难达到《中国药典》2005年版规定的法定标准。
《中国药典》2005年版规定,氧含量为不低于99.5%(ml/ml),医用分子筛变压吸附法制得的氧含量为93±3.0%(V/V),而实际生产中连最低含量标准都达不到。
如湖南某医疗机构安装医用分子筛变压吸附法制氧设备时,委托当地药品检验机构对其氧含量进行了检验,检验结果分别为91.0%、88.8%、88.7%,这说明用医用分子筛变压吸附法制氧设备制的氧很难达到《中国药典》2005年版的标准。
医用分子筛制氧系统工作原理及安全
医用分子筛制氧系统工作原理及安全大家好,今天我们来聊聊医用分子筛制氧系统的工作原理以及如何确保安全。
这个话题可大可小,但是对于我们的健康来说却是非常重要的哦!让我们来了解一下什么是医用分子筛制氧系统。
它是一种通过分子筛材料对空气中的氧气进行过滤、净化和浓缩的技术。
简单来说,就是把空气中的氧气“提纯”,让我们呼吸到更纯净、更优质的氧气。
这样一来,我们的身体就能更好地吸收和利用氧气,从而保持健康。
那么,医用分子筛制氧系统是如何工作的呢?其实也很简单:空气进入分子筛制氧系统后,会被分成两部分:一部分是含有氧气的富氧气体,另一部分则是不含氧气的贫氧气体。
接着,分子筛会根据其特殊的结构对这两部分空气进行分离。
富含氧气的部分会被收集起来,经过进一步处理后制成高纯度的氧气;而贫氧气体则会被排出系统。
这样一来,我们就可以得到纯净、高品质的氧气了。
不过,虽然医用分子筛制氧系统可以为我们提供高质量的氧气,但是在使用过程中也需要注意一些安全问题。
下面我就来给大家讲讲如何确保医用分子筛制氧系统的安全使用吧!我们需要选择正规的品牌和厂家生产的医用分子筛制氧系统。
这样可以保证产品的质量和性能都符合标准要求,避免出现安全隐患。
在购买前最好能够了解一下产品的性能参数、使用方法以及维护保养等方面的信息,以便更好地使用和维护设备。
在使用过程中要注意定期检查和维护医用分子筛制氧系统。
比如说要定期更换过滤器、清洁管道等等。
这样可以保证设备的正常运转和运行效果,避免因为设备老化或者故障而导致的安全事故。
我们还需要注意一些日常的使用细节。
比如说要避免将医用分子筛制氧系统放置在高温、潮湿或者易燃易爆的地方;要避免与化学品等有害物质接触;还要避免长时间连续使用设备等等。
只有做好这些方面的工作,才能真正保障我们的健康和安全。
医用分子筛制氧系统是一种非常实用的技术手段,可以帮助我们获得更纯净、更优质的氧气。
但是在使用过程中也需要注意安全问题,避免出现意外情况。
医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨
医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨
冯念伦;夏文龙;孙铁军
【期刊名称】《中国医学装备》
【年(卷),期】2006(003)011
【摘要】分子筛制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90-95%的氧气,近年来各级医院的中心供氧系统愈来愈多的选用了分子筛制氧设备;这种制氧设备的核心技术是让大气通过分子筛利用变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气.其制氧机工艺流程简单、安全、投资少,能耗比较低,符合低品质资源的开发利用的世界潮流.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】冯念伦;夏文龙;孙铁军
【作者单位】山东省立医院;山东省药品审评认证中心,济南,250021;山东省立医院【正文语种】中文
【中图分类】R197
【相关文献】
1.分子筛变压吸附制氧技术工作原理及医院应用 [J], 刘玉红
2.变压吸附分子筛制氧助燃技术在水泥煅烧中的应用 [J], 陈立新;付艳辉;王光;迟素梅
3.医用分子筛制氧焦点问题探讨 [J], 卢鹏
4.医用分子筛制氧系统工作基本原理及故障研究探讨 [J], 杨冠林
5.医用分子筛制氧系统工作基本原理及故障研究探讨 [J], 杨冠林;
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医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨[ 录入者:admin | 时间:2008-11-14 11:58:34 || 浏览:122次]中国医学装备2006年11月第3卷第11期ChinaMedicalEquipment2006NovemberVol.3NO.11 1分子筛制氧设备的发展过程分子筛变压吸附PSA(PressureSwingAbsorption)气体分离和提纯技术是在20世纪60年代后,随着环境保护及污染治理的要求而迅速发展起来的技术,目前已经在钢铁生产,气体工业,电子工业,石油化工和医疗卫生等诸多行业得到广泛的应用.1962年美国联合碳化物公司(UCC)发现了分子筛对气体的选择性特性,并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离;随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置;随着分子筛材料与工艺的不断提升,70年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用,到80年代中期化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用,这使设备小型化成为可能,1985年美国的Praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始,90年代初产品意义上的医用小型制氧机开始出现,美国材料实验学会(ASTM)于1993年颁布了医用小型制氧机标准规范(F1464-1993),国际标准组织于1996年发布了医用小型制氧机的安全性标准(ISO8359:1996).分子筛变压吸附气体分离和提纯技术是利用分子筛,依靠压力的变化来实现吸附和再生,其再生速度快,能耗低,属于节能型气体分离技术,特别符合在能源短缺的情况下其低品质资源的开发利用的世界潮流.分子筛变压吸附原理的制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90-95%的氧气,并且其制氧机工艺流程简单,安全,投资少,能耗比较低,因此在中小规模的需要富氧的地方,如近年来各级医院的中心供氧系统的氧气气源愈来愈多的选用制氧机产氧,这类设备均采用分子筛变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气.2分子筛变压吸附气体分离和提纯技术2.1分子筛技术医用分子筛变压吸附制氧技术的探讨冯念伦1,夏文龙2,孙铁军3(1.3.山东省立医院;2.山东省药品审评认证中心;济南250021)〔文章编号〕1672-8270(2006)11-39-03〔中图分类号〕R197〔文献标识码〕B【摘要】分子筛制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90-95%的氧气,近年来各级医院的中心供氧系统愈来愈多的选用了分子筛制氧设备;这种制氧设备的核心技术是让大气通过分子筛利用变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气.其制氧机工艺流程简单,安全,投资少,能耗比较低,符合低品质资源的开发利用的世界潮流.【关键词】分子筛;变压吸附;硅铝酸盐晶体;气体分离和提纯Todiscusstheoxygenmanufacturetechnologyaboutlivepressureswingabsorptionwithmedi calmolecularsieveAbstract:Themolecularsieveoxygengeneratormayproducethepurityin 90-95%oxygenmerelyusingtheair.Inrecentyears,centraloxygensupplysysteminmanyhosp italshasincreasinglyselectedthemolecularsieveoxygenequipment.Thecoretechnologyo fthiskindofoxygenequipmentistogainthelowcostoxygenbyletingtheatmospherethrought hemolecularsieveusingthelivepressureadsorptiongasseparationandthedepurationtech nology.Thetechnicalflowofthisoxygengeneratorissimple,safe,fewinvesting,thelowen ergyconsumptionandthisisthetrendtoconformthelowqualityresourcesdevelopmentandap plicationintheworld.Keywords:Molecularsieve;Pressureswingabsorption;Siliconalum inatecrystal;Gasseparationanddepuration分子筛(molecularsieve)是一类天然的或人工合成的,具有微孔型立方晶格的沸石型结晶硅铝酸盐.依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被称为"分子筛".分子筛具有多孔的骨架结构,在结构中有许多孔径均匀的通道和排列整齐,内表面相当大的空穴.这些晶体只能允许直径比空穴孔径小的分子进入孔穴被吸附,否则,被排斥.从而可使大小不同的分子分开,起到筛选分子的作用.分子筛还根据不同物质分子的极性决定优先吸附的次序.一般地,极性强的分子更容易被吸附.分子筛其化学通式为Mx/n〔(AlO2)x (SiO2)y〕mH2O,式中M为化合价为n的金属离子,通常是Na+,K+,Ca2+等.根据硅铝酸根中SiO2/Al2O3的比值不同,分子筛可分为A型,X型,Y型和丝光沸石等几种.分子筛这类结晶的硅铝酸盐,由于它具有均一的孔径和极高的比表面积,所以具有许多优异的特点.(1)按分子的大小和形状不同的选择吸附作用,即只吸附那些小于分子筛孔径的分子.(2)对于小的极性分子和不饱和分子,具有选择吸附性能,极性越大,不饱和度越高,其选择吸附性越强.(3)具有强烈的吸水性.哪怕在较高的温度,较大的空速和含水量较低的情况下,仍有相当高的吸水容量.5A(钙A型)分子筛的孔径为5A,能吸附小于该孔径的任何分子,主要应用于正异构烃分离,变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附,基于5A分子筛的工业应用特点,5A分子筛选择吸附性高,吸附速度快,特别适用于变压吸附,可适应各种大小的制氧,制氢,制二氧化碳等气体变压吸附装置.其分子式:0.70CaO 0.30Na2O Al2O3 2.0SiO24.5H2O2.2吸附原理吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程.一般说来具有吸附作用的物质是密度较高的多孔固体,如硅铝酸盐叫做吸附剂;而被吸附的物质是密度相对较小的气体或液体,叫做吸附质.吸附按其性质不同可以分成:化学吸附,活性吸附,毛细管吸附和物理吸附.分子筛制氧技术是采用的物理吸附:它是通过吸附剂与吸附质分子间的分子力进行吸附的.物理吸附的特点是:吸附过程没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的.2.3分子筛及吸附力分子筛变压吸附PSA装置所用的吸附剂都是5A(钙A型)分子筛,具有较大比表面积的硅铝酸盐;对混合气体中的各种组分具有不同的吸附能力和吸附容量.在物理吸附中,分子筛对气体分子之所以有吸附能力是由于处于气,固相分界面上的气体分子的特殊形态.一般来说处于气相中的气体分子所受的来自各个方向的分子吸引力是相同的,气体分子处于自由运动状态;而当气体分子运动到气,固相分界面时,也就是说气体分子碰撞到分子筛的表面时,气体分子将受到固相和气相中分子的引力,而来自固相分子的引力会更大,当气体分子的分子动能不足以克服这种分子引力时,气体分子就会被吸附在分子筛的固体吸附剂硅铝酸盐的表面.被吸附在固体吸附剂的表面的气体分子又被称为吸附相,其分子密度远大于气相,可接近于液态的密度.对于不同的气体组分,由于其分子的大小,结构,极性等各不相同,分子筛对其吸附能力和吸附容量也就各不相同;在分子筛变压吸附PSA装置由空气制氧时,就是利用分子筛的这一特点,其吸附相是氮气和二氧化碳气体;而吸附剂对空气中的氧气吸附能力很弱,所以氧气被分子筛排斥;空气通过装有不同吸附剂的分子筛后,除了氧气外,其它的组分和各种杂质被吸附下来,得到提纯的氧气.2.4吸附平衡吸附平衡是指在一定的温度和压力下,吸附剂和吸附质充分接触,最后吸附质在气,固两相中的分布达到平衡的过程.在实际的吸附过程中,吸附质分子会不断地碰撞分子筛并被其吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中;但同时吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量,从而克服分子引力离开吸附相;当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相同时,吸附过程就达到了平衡.对于物理吸附而言,吸附平衡很快就能够达到,并且在一定的温度和压力下,对于相同的吸附剂和吸附质,平衡吸附量是一个定值.吸附量是与压力和温度有关系的,压力越高单位时间内撞击到吸附剂表面的分子数越多,则压力越高平衡吸附量也就越大;而温度越高气体分子的动能越大,能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就越少,则温度越高,平衡吸附量也就越小.在变压吸附制氧过程中,由于吸附-解吸循环的周期很短,仅有1-2min,其产生的吸附热来不及散失,恰好可供解吸之用,由此可见吸附热和解吸热引起的分子筛温度基本不变,吸附过程可以近似看做等温过程.其吸附量仅有压力决定,也就是说制氧量仅有压力决定.3医用分子筛制氧机结构与工作流程简述制氧机一般由六部分组成:包括空气压缩机,精密气过滤器,空气缓冲罐,PSA制氧主机,氧气缓冲罐,控制器和仪表等.空压机要选用全自动开启的高可靠性,低噪声,节能型机器,将环境空气压缩到兆帕(Mpa)数量级,高压空气经过精密过滤器除油,除水净化后进入到空气缓冲罐中,其罐的出口有一个衡定的高压空气进入到PSA制氧主机.在制氧主机中一般有两个装有制氧专用的分子筛吸附塔,其中一个充有高气压处于吸附状态,而另外一个是低气压处于解吸再生状态.两台吸附塔在控制计算机的控制指令下,通过新型程控阀,分时接通高压气或低压气,周而复始交替完成吸附和解吸再生流程,源源不断地生产出合格的医用氧气,并灌入氧气缓冲罐中,经过稳压后就可以通过中心供氧管道系统送至病房,门诊等需要用氧的各个部门.依据制氧机所需的控制要求,大多厂家控制器选用高性能的工业电脑程控器PLC,通过功率放大直接控制系统的启动和停止及程控阀开,闭.PLC 带有操作和显示单元,可以进行人机对话,完成参数调整及设定;PLC还具有设备故障监测功能,发现问题时自动通过蜂鸣器报警并可以远传.氧气流量,氧气纯度,氧气压力由三块仪表直接显示,并通过传感器送到PLC显示单元在人机界面上数字显示,还可以选择氧气流量累计显示.制氧机在正常运行过程中基本不需要操作,所有的控制均由计算机自动完成,可实现无人化运行.4PSA技术的发展方向今后PSA技术的发展方向主要在三个方面:4.1分子筛性能的提升:随着新材料及纳米技术的发展,分子筛的吸附性会极大的提高,而随着添加元素的不断丰富,产品气的提纯精度将接近100%.4.2吸附流程的优化:将为吸附设备效率的提高及成本的降低提供保证.4.3控制系统的创新:控制系统特别是专用控制阀的开发将为提高产品气的分离效率,降低设备的工耗,提高设备的稳定性可靠性提供新的可能.(收稿日期:2006-06-01)。