医用制氧机作用及分类
发布时间：2020-07-17 18:07:27浏览次数：1819
医用制氧机作用及分类
家庭供氧方式主要包括氧气瓶、氧气袋和医用制氧机，而医用制氧机根据工作原理不同可以分为物理制氧和化学制氧两大类。化学制氧机结构简单，操作方便，近几年国内发展较快；物理制氧不需要化学物质，以空气为原料，是理想的供氧方式，国外发展较快，主要采用膜分离和变压吸附工艺。
1.1 化学制氧
(1) 化学试剂
家庭用化学试剂主要是过碳酸钠(又称“固体双氧水”)和 二氧化锰。过碳酸钠与水反应产生氧，随反应的进行，反应液温度升高，产氧速度骤增，反应很快完成，而且产氧气流始末小，中间大，很不平稳。二氧化锰作为一 种催化剂，主要起到稳定化学反应速度的作用。为了使化学反应平稳进行，向二氧化锰中加入聚乙烯醇或阿拉伯胶，制成不同形状和不同粒径的颗粒，或者将催化剂 放于多孔容器中，使之逐步逸出。龚承元等研究了一种复合催化剂，其作用随反应时间延长而逐渐减弱，使温升对反应速度的影响得到部分抵消。也有将过碳酸钠与 过硼酸钠按一定比例混合配成产氧剂，过碳酸钠反应温度较低，前期起主要作用，反应产生的热促使过硼酸钠在后期继续反应，产氧后期温度较高，经过设置在水中 的盘旋管路进行降温。目前，国内外一些厂家将产氧器设计为袋式或室式，由两个部分构成，一个是内反应室，产生氧气；另一个是外湿化降温室，外部加入压力调 节装置后可以进行流量调节。
化学试剂产氧主要用于急救，如果用于家庭氧疗保健，维护费用高，而且容器清洗频繁，产氧量不均匀，并不是一个很好的选择。
(2) 电解水
电解水制氧指电解槽在直流电的作用下使水发生分解，在阴极表面产生氢，阳极表面产生氧。电解水最大的缺点是耗能太大，电解槽部分的直流电消耗占了总耗电量的90%以上。家用电解水能耗一般为13 kWh/Nm3 O2，其耗能大的特点让消费者无法接受，只有在电力充足(如风电、水电、太阳能等)的场所使用才有优势，而且，电解水制氧同时要产生氢气，存在燃爆危险，虽然一些厂家采用专利技术进行脱氢，但是在长期使用过程中，由于老化或故障等因素仍不能排除其安全隐患。
(3) 电子双极式制氧
电子双极式制氧采用空气电极为阴极，空气中的氧气经电极的透气膜传递到催化膜表面，发生电化学反应，电离为负氧离子，通过正极的引力将负氧离子富集，负氧离子到达正极后释放电子还原为氧气。由于催化膜的材料特性可以有效地抑制生成OH-的反应，使空气电极实现了对氧的合成，因而最大限度地实现了双极制氧的目标。
电子式双极制氧耗能虽较电解水小，但其强酸或强碱环境与铅蓄电池无异，安全性差，需专业人员维护，制氧机寿命低，产氧量小，产生的氧气中含有酸性或碱性气体，对环境污染严重。
1.2 物理制氧
(1) 氧气瓶、氧气袋
氧 气瓶、氧气袋供氧是传统深冷法制氧方式的一种延展，深冷法以空气为原料，利用氧、氮沸点不同，通过精馏方式将氧、氮分离，所产氧气纯度高。在使用过程中， 通过高压气瓶输送到各医院，氧气通过混流排或减压器减压限流，经过湿化瓶后供病人吸用。氧气袋与氧气瓶结合使用，可以方便携带，不限于氧气瓶附件，扩大了 吸氧区域。因此，这种吸氧方式氧源供应存在问题，必须在邻近医院场所，更换频繁。
(2) 膜分离
膜分离是指气体混合物通过高分子膜材料时，由于气体在膜中的溶解度和扩散系数不同，导致不同的气体在膜中的相对渗透速度不同，实现氮、氧分离。膜式制氧机耗能少、体积小、重量轻、噪音低、便于携带，产生的氧清新洁净，但由于膜式制氧机制得的氧气浓度较低，通常为30 ~ 40%，只能作为保健氧使用。
(3) 变压吸附
变压吸附是利用不同压力下吸附剂对空气中氧、氮的吸附容量和选择性不同进行氮、氧分离。变压吸附式制氧机产氧浓度可以达到95%，并且能够通过调整流量实现对浓度的控制，即使在高原大气稀薄的地区也能实现高浓度供氧。
医用制氧机由于使用环境限制，主要为以上几种供氧方式，而氯酸盐氧烛、超氧化物等化学试剂制氧和磁力制氧、生物制氧等方法由于不适合家用而被淘汰。表1对各种家庭制氧方式的特点和使用维护成本进行了详细对比。
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