醫用制氧機作用及分類
發布時間：2020-07-17 18:07:27瀏覽次數：3210
醫用制氧機作用及分類
家庭供氧方式主要包括氧氣瓶、氧氣袋和醫用制氧機，而醫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。化學制氧機結構簡單，操作方便，近幾年國內發展較快；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。二氧化錳作為一 種催化劑，主要起到穩定化學反應速度的作用。為了使化學反應平穩進行，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 節裝置后可以進行流量調節。
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，但其強酸或強堿環境與鉛蓄電池無異，安全性差，需專業人員維護，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 吸氧區域。因此，這種吸氧方式氧源供應存在問題，必須在鄰近醫院場所，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也能實現高濃度供氧。
醫用制氧機由于使用環境限制，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。
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