家用制氧机的工作原理

家用制氧机的工作原理

制氧机从原理上可以分为：家用制氧机电子制氧机；化学药剂制氧机；富氧膜制氧机；分子筛制氧机。前面三种或者工艺复杂，或者由于可产生的氧浓度太低基本上已经被弃用，目前市场上见到最多也最有发展前景的就是分子筛制氧机，所有我们着重讲分子筛制氧机的原理。

话说在上个世纪60年代，有一家公司美国联合碳化物公司（UCC）发现了一种立方晶格的硅铝酸盐化合物，具有均匀的微孔结构，这些微孔直径大小均匀，能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来。简单说吧，这就像一个筛子能把大豆和土块分隔出来，不过大豆换成了空气，于是这种化合物用在工业上就叫分子筛，这种靠吸附分离空气成分的过程就叫做变压吸附法，就是很多商家宣传的PSA工艺

70年代的时候这种技术首先在工业上使用，但当时的设备体积还是比较大的（大概有几百公斤）

1985 年美国的一个叫Praxair 公司研制的第一台小型制氧机，这标志着PSA 技术小型化的开始，也就是在这个时候，医疗器械行业的先驱发现了这种设备，我估计发现最初发现这种小型制氧设备的哥们当时的心情可谓用发现了宝藏时的欣喜若狂来形容，因为之前的医用氧气只能通过低温蒸馏法（根据空气不同成分沸点不同分离的技术）来操作，费时费力不说，设备相当庞大，并且由于其纯度限制，价格也很昂贵。

90 年代初真正意义上的医用小型制氧机产品开始出现，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）。

这其中还有一个小插曲跟大家简要说下：在分子筛制氧机出现以前，医用氧气主要低温蒸馏法获得，其氧气中含有水分，二氧化碳，一氧化碳，气态酸和碱，臭氧及烃等对人体有害的成分很难分馏出去，如果氧气含量低于99.5%，这些有害成分的含量就增加，因此世界的医用氧气标准和中国药典制定时规定医用氧气含量不能低于99.5%。分子筛式制氧机对这些杂质成分会优先吸附，因此其制氧浓度虽然无法达到99.5%（通常能达到96%）但完全可以用于医疗，实际上医院也是氧气中掺入一定比例的空气来使用的，因为纯氧对人体是有危害的。90年代国际卫生标准组织重新规定了医用分子筛制氧机浓度标准就是90%，但国内的医用氧气标准还是执行的以前蒸馏分离法的标准，这也是分子筛制氧机没有再国内医用很普及的很大原因。唉，又是政策制定延迟.

继续讲分子筛，分子筛根据材料其实也分好多种，像沸石分子筛，碳分子筛等，沸石分子筛具有加压时对氮的吸附容量增加，减压时吸附容量减少的特点，因此沸石分子筛是用的最普遍的，加压时吸附氮，减压时氮从分子筛中解吸出来的方法来实现变压吸附的方法制氧