醫(yī)用制氧機作用及分類
發(fā)布時間：2020-07-17 18:07:27瀏覽次數：2001
醫(yī)用制氧機作用及分類
家庭供氧方式主要包括氧氣瓶、氧氣袋和醫(yī)用制氧機，而醫(yī)用制氧機根據工作原理不同可以分為物理制氧和化學制氧兩大類?；瘜W制氧機結構簡單，操作方便，近幾年國內發(fā)展較快；物理制氧不需要化學物質，以空氣為原料，是理想的供氧方式，國外發(fā)展較快，主要采用膜分離和變壓吸附工藝。
1.1 化學制氧
(1) 化學試劑
家庭用化學試劑主要是過碳酸鈉(又稱“固體雙氧水”)和 二氧化錳。過碳酸鈉與水反應產生氧，隨反應的進行，反應液溫度升高，產氧速度驟增，反應很快完成，而且產氧氣流始末小，中間大，很不平穩(wěn)。二氧化錳作為一 種催化劑，主要起到穩(wěn)定化學反應速度的作用。為了使化學反應平穩(wěn)進行，向二氧化錳中加入聚乙烯醇或阿拉伯膠，制成不同形狀和不同粒徑的顆粒，或者將催化劑 放于多孔容器中，使之逐步逸出。龔承元等研究了一種復合催化劑，其作用隨反應時間延長而逐漸減弱，使溫升對反應速度的影響得到部分抵消。也有將過碳酸鈉與 過硼酸鈉按一定比例混合配成產氧劑，過碳酸鈉反應溫度較低，前期起主要作用，反應產生的熱促使過硼酸鈉在后期繼續(xù)反應，產氧后期溫度較高，經過設置在水中 的盤旋管路進行降溫。目前，國內外一些廠家將產氧器設計為袋式或室式，由兩個部分構成，一個是內反應室，產生氧氣；另一個是外濕化降溫室，外部加入壓力調 節(jié)裝置后可以進行流量調節(jié)。
化學試劑產氧主要用于急救，如果用于家庭氧療保健，維護費用高，而且容器清洗頻繁，產氧量不均勻，并不是一個很好的選擇。
(2) 電解水
電解水制氧指電解槽在直流電的作用下使水發(fā)生分解，在陰極表面產生氫，陽極表面產生氧。電解水最大的缺點是耗能太大，電解槽部分的直流電消耗占了總耗電量的90%以上。家用電解水能耗一般為13 kWh/Nm3 O2，其耗能大的特點讓消費者無法接受，只有在電力充足(如風電、水電、太陽能等)的場所使用才有優(yōu)勢，而且，電解水制氧同時要產生氫氣，存在燃爆危險，雖然一些廠家采用專利技術進行脫氫，但是在長期使用過程中，由于老化或故障等因素仍不能排除其安全隱患。
(3) 電子雙極式制氧
電子雙極式制氧采用空氣電極為陰極，空氣中的氧氣經電極的透氣膜傳遞到催化膜表面，發(fā)生電化學反應，電離為負氧離子，通過正極的引力將負氧離子富集，負氧離子到達正極后釋放電子還原為氧氣。由于催化膜的材料特性可以有效地抑制生成OH-的反應，使空氣電極實現了對氧的合成，因而最大限度地實現了雙極制氧的目標。
電子式雙極制氧耗能雖較電解水小，但其強酸或強堿環(huán)境與鉛蓄電池無異，安全性差，需專業(yè)人員維護，制氧機壽命低，產氧量小，產生的氧氣中含有酸性或堿性氣體，對環(huán)境污染嚴重。
1.2 物理制氧
(1) 氧氣瓶、氧氣袋
氧 氣瓶、氧氣袋供氧是傳統(tǒng)深冷法制氧方式的一種延展，深冷法以空氣為原料，利用氧、氮沸點不同，通過精餾方式將氧、氮分離，所產氧氣純度高。在使用過程中， 通過高壓氣瓶輸送到各醫(yī)院，氧氣通過混流排或減壓器減壓限流，經過濕化瓶后供病人吸用。氧氣袋與氧氣瓶結合使用，可以方便攜帶，不限于氧氣瓶附件，擴大了 吸氧區(qū)域。因此，這種吸氧方式氧源供應存在問題，必須在鄰近醫(yī)院場所，更換頻繁。
(2) 膜分離
膜分離是指氣體混合物通過高分子膜材料時，由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數不同，導致不同的氣體在膜中的相對滲透速度不同，實現氮、氧分離。膜式制氧機耗能少、體積小、重量輕、噪音低、便于攜帶，產生的氧清新潔凈，但由于膜式制氧機制得的氧氣濃度較低，通常為30 ~ 40%，只能作為保健氧使用。
(3) 變壓吸附
變壓吸附是利用不同壓力下吸附劑對空氣中氧、氮的吸附容量和選擇性不同進行氮、氧分離。變壓吸附式制氧機產氧濃度可以達到95%，并且能夠通過調整流量實現對濃度的控制，即使在高原大氣稀薄的地區(qū)也能實現高濃度供氧。
醫(yī)用制氧機由于使用環(huán)境限制，主要為以上幾種供氧方式，而氯酸鹽氧燭、超氧化物等化學試劑制氧和磁力制氧、生物制氧等方法由于不適合家用而被淘汰。表1對各種家庭制氧方式的特點和使用維護成本進行了詳細對比。
