醫(yī)用制氧機(jī)以變壓吸附(PSA 技術(shù)為基礎(chǔ),從空氣中提取氧氣的新型設(shè)備,其利用分子篩物理吸附和解吸技術(shù)在制氧機(jī)內(nèi)裝填分子篩,在加壓時(shí)可將空氣中氮?dú)馕?剩余的未被吸收的氧氣被收集起來,經(jīng)過凈化處理后即成為高純度的氧氣。具體工作過程為壓縮空氣經(jīng)空氣純化干燥機(jī)凈化后,通過切換閥進(jìn)入吸附塔。在吸附塔內(nèi),氮?dú)獗环肿雍Y吸附,氧氣在吸附塔頂部被聚積后進(jìn)入氧氣儲(chǔ)罐,再經(jīng)除異味、除塵過濾器和除菌過濾器過濾即獲得合格的醫(yī)用氧氣。
近年來,隨著人民生活水平的提高,人們對(duì)自身的健康更加關(guān)注,其中氧療和氧保健作為增強(qiáng)體質(zhì)、預(yù)防疾病的一種新技術(shù)正逐漸被接受和推廣。家用制氧機(jī)這一新興行業(yè)也隨之悄然興起,并表現(xiàn)出了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)。目前,家用制氧機(jī)已廣泛應(yīng)用于心血管疾病、腦血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、高原反應(yīng)與高原病、老年病、兒童呼吸道感染疾病、睡眠性低氧血癥及煤氣中毒缺氧等疾病的配合治療;適用于家庭、保健站、衛(wèi)生所、醫(yī)院、療養(yǎng)院、干休所、美容院、健身中心、酒吧、氧吧、賓館、高原哨所、體育訓(xùn)練中心等場(chǎng)所;是廣大學(xué)生、白領(lǐng)、運(yùn)動(dòng)員、老年人、孕婦、胎兒等進(jìn)行腦力和體力恢復(fù)、輔助治療和生理保健的家庭伴旅。
家用制氧機(jī)分類
家庭供氧方式主要包括氧氣瓶、氧氣袋和家用制氧機(jī),而家用制氧機(jī)根據(jù)工作原理不同可以分為物理制氧和化學(xué)制氧兩大類。化學(xué)制氧機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,近幾年國(guó)內(nèi)發(fā)展較快;物理制氧不需要化學(xué)物質(zhì),以空氣為原料,是理想的供氧方式,國(guó)外發(fā)展較快,主要采用膜分離和變壓吸附工藝。
1.1化學(xué)制氧
(1化學(xué)試劑
家庭用化學(xué)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(yīng)產(chǎn)生氧,隨反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)液溫度升高,產(chǎn)氧速度驟增,反應(yīng)很快完成,而且產(chǎn)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(xué)反應(yīng)速度的作用。為了使化學(xué)反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)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(fù)合催化劑,其作用隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸減弱,使溫升對(duì)反應(yīng)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(chǎn)氧劑,過碳酸鈉反應(yīng)溫度較低,前期起主要作用,反應(yīng)產(chǎn)生的熱促使過硼酸鈉在后期繼續(xù)反應(yīng),產(chǎn)氧后期溫度較高,經(jīng)過設(shè)置在水中的盤旋管路進(jìn)行降溫。目前,國(guó)內(nèi)外一些廠家將產(chǎn)氧器設(shè)計(jì)為袋式或室式,由兩個(gè)部分構(gòu)成,一個(gè)是內(nèi)反應(yīng)室,產(chǎn)生氧氣;另一個(gè)是外濕化降溫室,外部加入壓力調(diào)節(jié)裝置后可以進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。
化學(xué)試劑產(chǎn)氧主要用于急救,如果用于家庭氧療保健,維護(hù)費(fèi)用高,而且容器清洗頻繁,產(chǎn)氧量不均勻,并不是一個(gè)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(chǎn)生氫,陽(yáng)極表面產(chǎn)生氧。電解水最大的缺點(diǎn)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 O,其耗能大的特點(diǎn)讓消費(fèi)者無法接受,只有在電力充足(如風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能等的場(chǎng)所使用才有優(yōu)勢(shì),而且,電解水制氧同時(shí)要產(chǎn)生氫氣,存在燃爆危險(xiǎn),雖然一些廠家采用專利技術(shù)進(jìn)行脫氫,但是在長(zhǎng)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(jīng)電極的透氣膜傳遞到催化膜表面,發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電離為負(fù)氧離子,通過正極的引力將負(fù)氧離子富集,負(fù)氧離子到達(dá)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(yīng),使空氣電極實(shí)現(xiàn)了對(duì)氧的合成,因而最大限度地實(shí)現(xiàn)了雙極制氧的目標(biāo)。
電子式雙極制氧耗能雖較電解水小,但其強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境與鉛蓄電池?zé)o異,安全性差,需專業(yè)人員維護(hù),制氧機(jī)壽命低,產(chǎn)氧量小,產(chǎn)生的氧氣中含有酸性或堿性氣體,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)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(diǎn)不同,通過精餾方式將氧、氮分離,所產(chǎn)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(jīng)過濕化瓶后供病人吸用。氧氣袋與氧氣瓶結(jié)合使用,可以方便攜帶,不限于氧氣瓶附件,擴(kuò)大了吸氧區(qū)域。