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制氧机工作原理　　大型空气分离设备一般设计的较高为的是能让氧\氮等气体能在爬升与下降的

过程中充分置换温度，得以精馏．

　　家用制氧机中，分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。　

　　我们常说的“制氧机”英文表述为“ Oxygen concentrator ”意思是氧气收集器。按原理市面上常见两种氧气收集器：一种是用分子筛产氧，一种是使用“附氧膜”又称“富氧膜”产氧。

　　首先应用“富氧膜”的日本松下电器产业公司开发了一项高流量富氧膜的批量生产技术，研制了4种类型不同流量的膜装置，从1986年1月起开始销售该装置。其首先并非应用于制氧机而是富氧空调，上世纪90年代末我国的某公司也希望生产富氧空调引进了富氧膜技术，但由于空气中氧扩散的速度根本不是我们可以想象的快，富氧空调一直只是一种噱头，未见实效。日本人好美容，后来松下针对美容市场开发一台浓度30%流量3升的富氧膜制氧机，投放市场而且受到日本女生欢迎，销量很好。随着小型分子筛技术进步，富氧膜制氧机轻便的优势渐渐消失，虽然松下公司在2008年开始逐步停止了富氧膜制氧机的生产，但松下公司从来未有把富氧膜制氧机用于医疗或保健领域。

　　第一台“分子筛”PSA制氧机，最早是德国德林公司制造的，距今快100年了。上世纪70年代美国的小型分子筛制氧机开始进入家庭氧疗领域，那时的机器比现在大部分国产的机器

还笨重5升机器差不多要50公斤。和中国不一样，国外（包括美国和印度）做家庭氧疗都用5升机器，原因很简单5升每分钟，5升纯氧吸入到肺部时被扩散混和剩下约41%，（我们知道潜水用氧是50%）这是可以长期适合肺泡交换氧的纯度，肺泡浸润在50%及0.06Mpa以下的氧环境是不会发生氧中毒的，50%的肺氧环境是最为有效的体内氧交换环境而又不会发生氧中毒。（一般低流量或低浓度的氧吸入到肺部已经被被扩散混和到和空气相差无几，这和吸空气是分别不大的）。吸氧压力长期过大会损害肺泡，国外严格控制吸氧压力不能超过0.06Mpa 。

　　目前大部分医疗用制氧机采用了PSA（变压吸附）空气分离制氧技术，它是基于吸引剂（沸石分子筛）对空气中氧、氮吸附能力的差异来实现氧、氮的分离。当空气进入装有吸附剂的床层时，氮气吸附能力较强被吸附，而氧气不被吸附，这样可以在吸附床出口端获得高浓度的氧气。由于吸附剂具有其吸附量随压力变化的特性，改变其压力，可使吸附交替进行吸附与解吸操作。PSA制氧原理示意如下图所示。

制氧机适用人群

　　制氧机适用于氧疗和氧保健的人群：

呼吸系统疾病

　　肺炎、支气管炎、慢性气管炎、病毒性呼吸道感染、哮喘、肺气肿、肺心病等。

心脑血管疾病

　　高血压、心脏病、冠心病、心肌梗塞、脑血栓、脑缺血、脑眩晕、动脉粥样硬化等。

高原缺氧病症

　　高原肺水肿、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧症等 。

易患缺氧的人群

　　中老年人、孕妇、长期从事脑力劳动的学生、公司职员、机关干部；长期从事井下或密闭空间作业的人群、过度运动劳累氧供济不足的人群等。

其他需要氧疗的人群

　　体弱多病肌体免疫力差的人群、中暑、煤气中毒、药物中毒等。

工业制氧装置及工作原理

　　工作原理：

　　汇通KOB变压吸附制氧装置，根据变压吸附原理，采用沸石分子筛作为吸

附剂，由于沸石分子筛有选择吸附的特性，氮被沸石分子筛大量吸附，氧在气相中被富集，在变压吸附的作用下实现氮氧分离。采用两个吸附塔流程，一塔吸附产氧，一塔解吸再生，通过PLC程序控制气动角座阀的启闭，使两塔循环交替，连续产出高品质氧气。

　　汇通产品技术特点：

　　★可靠的进口气动角座阀，寿命达200万次以上。

　　★进口PLC智能控制器，操作简便，运行稳定。

　　★合理的内部构件，气流分布均匀，减轻气流高速冲击。

　　★特有的分子筛保护措施，延长沸石分子筛的使用寿命。

　　★自动联锁氧气排空装置，保证产品氧气质量。

　　技术指标：

　　★氧气产量：3~150Nm3/h

★氧气纯度：90~94%

　　★氧气压力：0~0.4MPa(可提供0.4~3.0MPa)

　　★大气露点：≤-48℃

制氧机发展过程

　　变压吸附分离技术被发明以来，广泛地应用于气体混合物的分离精制。

　　首先，1958 年，Skarstorm 申请专利并应用此技术分离空气。同时，Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法国申请专利。两者的差别是，Skarstorm 循环在床层吸附饱和后，用部分低压的轻产品组分冲洗解吸，而Gerin-Domine 循环采用抽真空的办法解吸。

　　1960 年大型变压吸附法空气分离的工业化装置建成。

　　1961 年用变压吸附分离工艺从石脑油中回收高纯度的正构烷溶剂，并命名为Isosiv 过程，1964年完善了从煤油馏分中回收正构烷烃的工艺。

　　1966 年利用变压吸附技术提氢的四塔流程装置建成，20 世纪70 年代后采用四塔以上的多塔操作，并向大规模、大型化发展。

　　1970 年又建成分离和回收氧的工业化装置，用于环保工业污水处理生化的需要。同时被广泛用于从石脑油中提取正构烷烃，再经异构化，将异构化产物加入汽油馏分中，以提高其辛烷的Hysomer过程。

　　1975 年试制成医用富氧浓缩器，1976 年开发了用碳分子筛变压吸附制氮的工艺并工业化，随后采用5A沸石分子筛抽真空制氮工艺。到1983年德国推出性能优良的制氮用碳分子筛。到1979年为止，约有一半的空气干燥器采用Skarstrom 的变压吸附工艺。变压吸附用于空气或工业气体的干燥比变温吸附更为有效。1980年开发了快速变压吸附工艺（又称为参数泵变压吸附）。

　　从20 世纪90年代起，由于电能紧张，变压吸附制氧又在炼钢等领域占有了一席之地。

　　2-2-1 我国对变压吸附制氧技术的研究

　　我国对变压吸附制氧技术的开发起步较早，从1966年开始研究沸石分子筛分离空气制氧技术；20世纪70年代PSA分离空气制氧在钢铁、冶炼和玻璃窑等工业领域已经得到了广泛的应用。20多年来，由于技术力量分散，相互之间缺少联络，我国的变压吸附制氧技术发展缓慢，同国外的差距越来越大。20世纪70年代是我国PSA分离空气制氧技术发展的鼎盛时期，全国有十几个单位相继开展了变压吸附制氧技术的实验研究，建立了数套工业试验设备。这个时期开发的变压吸附制氧设备的共同点有以下几个方面：

　　（1）大多采用高于大气压吸附、常压解吸流程，吸附塔有两个到四个；

　　（2）空气进入吸附塔前，经过脱水预处理；

　　（3）设备可靠性差，不能连续稳定运行，导致大部分设备报废；

　　（4）技术、经济指标落后。

　　20世纪80年代，原来从事变压吸附制氧装备研制单位的开发项目相继中止，我国变压吸附制氧技术的开发再次进入低谷。

　　1995年，昆山锦沪机械有限公司在河南洛阳钢铁厂建成VPSAO 1000Nm3/h制氧机，标志着变压吸附在我国正式进入工业领域，也标志着变压吸附在我国进入高速发展时期。

　　20世纪90年代是我国变压吸附制氧技术突飞猛进向前发展的时期，变压吸附制氧技术逐渐成熟，有些产品的综合技术经济指标已经接近国外先进水平。多年的实践表明，我国变压吸附制氧技术已经走出实验室步入实用化阶段。在近十年内，通过不断地技术更新和研究开发，我国变压吸附制氧技术日新月异，发展迅速，与世界先进水平之间的差距正在不断缩小。但从整体水平上看，我国在很多方面与国际先进水平仍有一定的差距。如在新型高性能的吸附剂的研究，吸附流程的改进，理论分析研究和数学模型的建立，质量监控与自动化控制等许多方面。

　　分子筛变压吸附气体分离和提纯技术是利用分子筛、依靠压力的变化来实现吸附和再生，其再生速度快、能耗低、属于节能型气体分离技术，特别符合在能源短缺的情况下其低品质资源的开发利用的世界潮流。分子筛变压吸附原理的制氧机仅仅利用空气就可以生产纯度在90一95%的氧气，并且其制氧机工艺流程简单、安全、投资少、能耗比较低，因此在中小规模的需要富氧的地方，如近年来各级医院的中心供氧系统的氧气气源愈来愈多的选用制氧机产氧，这类设备均采用分子筛变压吸附气体分离和提纯技术获取低成本的氧气。

　　PSA制氧装置：

　　原料空气经空气压缩机增压后，空气预处理系统除去油、尘埃等固体杂质及大部分的气态水,进入装有沸石分子筛（ZMS）的吸附塔，空气中的氮气、二氧化碳、水蒸气被吸附剂选择吸附，氧气则穿过吸附塔，氧作为产品气体输出。当吸附塔内吸附剂接近吸附饱和时，压缩空气进入另一只已再生后的吸附塔继续吸附，吸附饱和的吸附塔则通过向大气排气泄压，并引入部分产品氧气对吸附剂床层清洗，使吸附饱和的吸附剂解吸再生，为下次吸附做准备。吸附塔在PLC或DCS系统的控制下循环切换完成连续产氧。氧气经仪表分析计量送用户使用。

　　VPSA/VSA制氧

　　在环境温度下，原料空气经过滤器净化进入鼓风机增压，通过空气温度调节系统冷却并维持在某恒定温度进人装有沸石分子筛吸附剂的吸附塔，空气中的水分，二氧化碳和氮气等被吸附剂吸附，不被吸附的氧气在吸附塔富集并作为产品气送入氧气产品缓冲罐，经计量分析台格后送用户使用。

　　真空解吸 VPSA 制氧机主要原理与变压吸附制氧机原理基本是一样的，不同之处在于分子筛的解吸再生使用了一套抽真空系统。

制氧机选购注意事项

　　作为氧气瓶或化学制氧的有效代替品，分子筛制氧机(氧气机)正在逐步成为长期家庭氧疗的主流设备。如何才能买到一台质量可靠、使用放心的制氧机(氧气机)?现提出以下几项基本要点供各位参考。

　　1、制氧机输出的氧气浓度必须大于90%，可以用仪器或机器自带的氧监控装置来检测。

　　2、应该选择具有不可更改的累计计时功能的制氧机,以便为日后长期保养维修和服务提供客观的准确数据。配备累计计时器是国际标准的强行要求，也是产品质量优劣的体现。制氧机(氧气机)使用寿命要能保证上万小时。

　　3、要选择噪音小的制氧机(氧气机)，噪音水平最好小于45分贝，否则，可能影响本人及他人的休息，特别是在夜晚。

　　4、要选择压缩机排气量足够大(3.8-4.2m3/h)的制氧机(氧气机)，否则长期运行容易磨损，导致气量不足和氧浓度衰减。压缩机的皮腕很重要，最好用进口件。

　　5、制氧机的分子筛对机器性能的影响并不是想象中那么大，主要在于分子筛的吸附性能及使用寿命，但是分子筛的填装工艺却非常关键，分子筛塔罐为金属一体化结构，分子筛用机械自动预警装填的制氧机，对于分子筛的性能很重要.而用塑料端盖，铆钉铆接和手工装填分子筛的制氧机(氧气机)，其性能必然受到极大的影响。

　　6、对于呼吸或心力衰竭、低氧血症及慢阻肺等肺疾病患者，应选择能够24小时不间断工作状态下的氧气浓度仍能保持达标的医疗级制氧机。

　　7、家用制氧机是医疗器械，而不是健康时尚器材，所以体积大小的喜好及外观是否好看会因人而异，但是考虑到部分患者的吸氧时间较长，需要连续长时间开机，我们必须选择制氧机(氧气机)的体型适中，内结构优化，散热空间理想的机器。只有全面提高散热性能，才能保证氧气浓度稳定。

　　8、要选择经受长期时间考验并经过ISO国际和CE欧洲质量体系认证的制氧机(氧气机)，一般产品投放市场后其质量多会有个磨合期，开始两年性能可能不稳定，因此注意一下该产品的入市时间和是否通过相关认证。

　　9、要选择实力雄厚、可长期持续发展的制氧机(氧气机)厂家，以及在当地有完善售后服务的机构。目前因为制氧机(氧气机)品种繁多，质量参差不齐，厂家实力悬殊较大，优胜劣汰，势必面临制氧机(氧气机)行业的洗牌。这点也必须引起用户的注意，如果品牌被淘汰出局，就很难保证对您购机后的长期售后服务。

　　10、要根据病情的轻重及经济能力来选择不同档次的制氧机(氧气机)，要把“价”和“值”统一起来考虑，避免陷入制氧机品牌的恶性竞争漩涡中。一味追求低“价”而忽视应有的“值”。可能会带来许多不良后果。

制氧机本质特点

　　氧疗和氧保健是利用补给氧气改善人体的生理、生化内环境，促进代谢过程的良性循环，以达到治疗疾病、缓解症状、促进康复和预防病变、增进健康的目的。临床实践证明，氧气疗法以其独特的治疗机理，对临床各科的急性、慢性缺血缺氧性病症和因缺氧引起的继发性疾病，能够起到有效的治疗作用。适当吸氧，还有改善微循环状况，减轻为保持一定肺泡气体氧分压所必需的呼吸系统负荷量，减轻为保持一定的动脉血氧分压所必需的心肌负荷量等效果。因而在临床医学、预防医学、急救医学、老年医学、康复和保健医学等方面，氧疗和氧保健都有不可替代的重要作用和广阔的发展前景。 在人体缺氧或将要出现缺氧的时候，通过给氧以增加吸入气体的氧浓度，提高动脉血氧含量，改善组织供氧状况，统称氧气疗法。一般来说，用于纠正病理性缺氧，作为疾病辅助治疗手段的，称为氧疗；其中用于危重病人和意外事故受害者的，称为输氧急救；用于补充繁重脑力劳动者、老年人、孕妇和慢性病康复期病人的生理性缺氧，以及补充各种环境性缺氧，作为预防缺氧的，称为氧保健。同其他医疗方法和保健方法相比，氧疗和氧保健属于积极的、直接的、快速的、安全的手段。它的特点是： 吸氧直接提高动脉血氧含量，而不是作用于机体某个部分间接改善缺氧；只是在增加机体有生以来一直不断摄入的氧气，没有对于机体陌生的、需要适应的、需要解析的物质；因而只是改善而不是改变机体的自然生理状态和生物化学环境；低流量氧疗和氧保健，无需专门指导，效果快速而肯定，有益而无害。 氧疗有及时缓解缺氧症状的功效，对于消除导致缺氧的原因却只有部分的和渐进的作用。对于纠正生理性缺氧和环境性缺氧，防治由于环境性缺氧造成的疾病，氧疗是主要手段。对于纠正病理性缺氧，氧疗是重要的辅助手段。对于紧急抢救，氧疗是重要手段之一。 所以，凡是需要氧疗的，都应该坚持一段较长的疗程，持之以恒才能巩固疗效。在进行氧疗的同时，切切不可忽略及时确诊病因；不可忽视遵医嘱服用对症药物；不可忽视治疗缺氧的并发症；还要加强有氧体育锻炼，增强自身摄取、运输和利用氧气的能力。

家用制氧机及其工作原理

电子制氧机

　　目前在药店较常见，采用的是空气中的氧气在溶液中氧化及还原析出的工艺，因而不会象电解水制氧那样产生危险的氢气。整机运行比较安静.但这类产品在搬运及使用的过程中要求非常严格吗，绝不允许倾斜及倒置.否则其溶液会流入输氧管中喷入鼻腔。对使用者造成严重的损害。同时使用制氧过程容易产生其他的氧化物。制出的氧气含有化学物质.此类制氧方式耗电较大。据专家介绍.现在世界上最好的电子制氧机使用寿命也难以超过1000小时.在使用过程中必须保证溶液具备合适的浓度.否则不能正常出氧。选择电子制氧机的顾客维护工作一定要做好!

分子筛式制氧机

　　是一种先进的气体分离技术.物理方法（PSA法）直接从空气中提取氧气，即制即用，新鲜自然,最大制氧压力为0.2～0.3MPa(即2～3公斤)，不存在高压易爆等危险。

化学药剂制氧机

　　是采用合理的药剂配方.在特定的场合下使用.的确能满足部分消费者之急用.但由于设备简陋.操作麻烦.使用成本教高.每次吸氧都需要投入一定的费用.不能连续使用等诸多缺陷.不适应家庭氧疗!

富氧膜制氧机

　　这种制氧机采用膜制氧方式，通过膜对空气中氮分子的过滤，达到出口氧气30%的浓度，具有体积小，用电量小等优点。但是采用这种制氧方式的机子产生的是30%浓度的氧，略高于正常空气氧浓度，更为适宜长期的氧疗保健，而不能用于严重缺氧状态下的急救。

制氧机使用方法

　　1．把主机装轮作落地式或装挂架贴墙悬挂在室外，装上采气过滤器。 2．按需要在墙上或支撑物上钉上供氧器插扣板，然后挂上供氧器。 3．用输氧管连接供氧器出氧接口，把供氧器的12V电源线与主机的12V电源线连接， 如多个供氧器串联，只需增用三通接头即可，把管线用线扣固定。 4．把主机的220V电源线插入墙上插座，供氧器红灯亮。 5．请在湿化杯内加纯净水至指定位置。再把它装到供氧器出氧口上。 6．请将输氧管套到湿化杯出氧口上。 7．按下供氧器启动按钮，绿色指示灯亮，制氧机开始进入工作状态。 8．按医生之医嘱，调节流量至所需位置。 9．按吸氧面罩或鼻吸管包装说明图解挂好鼻插管或戴好面罩吸氧。

制氧机使用注意事项

　　（1） 购买制氧机的病人应仔细阅读说明书后再使用。 （2） 使用制氧机时要避开明火，避免发生火灾。 （3） 在没有安装过滤器和滤网的情况下禁止开机。 （4） 清理制氧机、过滤器等或更换保险时切记切断电源。 （5） 制氧机要放置平稳，否则会增加制氧机运转的噪声。 （6） 湿化瓶中的水位不宜太高（水位以瓶体的一半为宜），否则瓶中的水易逸出或进入吸氧管。 （7） 制氧机较长时间不用时，请切断电源，倒掉湿化瓶中的水，制氧机表面擦拭干净，用塑料罩罩好，置于无阳光照射的干燥处保存。 （8） 制氧机开启工作时，切勿使流量计浮球置于零位上。 （9） 制氧机工作时，尽量置于室内清洁位置，距离墙壁或周围其它物体的距离不小于20厘米。 （10） 病人使用制氧机时，为防万一出现断电等故障，影响病人用氧而出现不测，请预备其它应急措施。 （11） 用制氧机灌装氧气袋时要特别注意，氧气袋灌满后一定要先拔掉氧气袋插管后，再关闭制氧机开关，否则易造成湿化瓶的水负压反吸进入制氧机，造成制氧机故障。 （12）在运输和存放过程中，严禁横放、倒置、潮湿或阳光直射！ 随着便携式供氧装置的面世和家庭用氧源的发展，一些慢性呼吸系统疾病和持续低氧血症的病人可以在家中进行氧疗。家庭氧疗一般采用氧气瓶和制氧机，对改善病人的健康状况，提高他们的生活质量和运动耐力有显著疗效。但在家中进行氧疗时须注意以下问题： 1、合理选择吸氧时间。对严重慢性支气管炎、肺气肿，伴明确肺功能异常、氧分压持续低于60毫米汞柱的病人，每日应给予15小时以上的氧疗；对部分病人平时无或仅有轻度低氧血症，在活动、紧张或劳累时，短时间给氧可减轻“气短”的不适感。 2、注意控制氧气流量。慢阻肺病人一般为1～2升/分钟，且应调好流量再使用。因为高流量吸氧可加重慢阻肺病人的二氧化碳蓄积，引发肺性脑病。 3、注意用氧安全最重要。供氧装置应防震、防油、防火、防热。氧气瓶搬运时要避免倾倒撞击，防止爆炸；因氧气能助燃，故氧气瓶应放于阴凉处，并远离烟火和易燃品，至少距离火炉5米，距暖气1米。 4、注意氧气的湿化。从压缩瓶内放出的氧气湿度大多低于4%，低流量给氧一般应用气泡式湿化瓶，湿化瓶内应加1/2的冷开水。 5、氧气瓶内氧气不能用尽，一般需留1mPa，以防再充气时灰尘杂质进入瓶内引起爆炸。 6、鼻导管、鼻塞、湿化瓶等应定期消毒。

吸氧时机

　　血液是人体把营养物质及氧送抵全身各个组织的唯一手段，所以评价血氧中的含氧量就成为人体缺氧与否的重要手段。了解心血管如何完成将氧送达全身的工作可以帮助我们更好的掌握合理的吸氧时间。 正常人的耗氧量在一天当中受各种因素影响变化很大，为了简单起见我们先排除其他外来因素只考虑正常人一天中氧气消耗和血氧浓度变化的特点。上图中可以看到，血氧饱和度在一天中，饭后和睡眠时会出现低谷。 饭后的氧消耗量会比较大，因为肠胃蠕动剧烈，氧需求量比较大肠胃的血液供给相对平时要大很多，从而削弱了其他器官的血液供给，同时心脏的负荷变大。所以，我们饭后容易犯困特别是饱食后更容易犯困，而心脏不好的人会容易出现心悸，心率不齐的情况。此时可以适当吸氧，但是更重要的是合理饮食7成饱对健康更有利。 睡前吸氧是一天中的最好时机，首先从预防角度看，心血管疾病常常在深夜或者凌晨发作，睡前吸氧可以有效地预防心血管疾病的发作。 其次利用氧气的镇静作用可以改善睡眠，尤其是精神紧张、大脑疲劳过度引起的失眠尤其有。

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