Đối với bất kỳ ai cần nguồn cung cấp oxy đậm đặc đáng tin cậy, cho dù cho nhu cầu y tế tại nhà, trong môi trường lâm sàng hay cho các ứng dụng công nghiệp, việc hiểu rõ thiết bị có thể hỗ trợ điều đó là rất quan trọng. các máy tạo oxy , thường được gọi là máy tập trung oxy trong bối cảnh y tế, là một phần kỹ thuật đáng chú ý thực hiện một kỳ công dường như kỳ diệu: nó lấy không khí chúng ta hít thở và biến nó thành một loại khí quan trọng, có độ tinh khiết cao. Nhưng làm thế nào nó thực hiện được điều này mà không cần đến các quy trình hóa học phức tạp hoặc các bể chứa khổng lồ?
Bài viết này sẽ làm sáng tỏ hoạt động bên trong của máy tạo oxy. Chúng ta sẽ khám phá các nguyên tắc khoa học cốt lõi, hai công nghệ chính được sử dụng và các thành phần chính giúp các thiết bị này hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy. Mục tiêu của chúng tôi là đưa ra lời giải thích rõ ràng, sâu sắc về quá trình tạo ra oxy.
Trước khi hiểu cách thức hoạt động của máy tạo oxy, trước tiên chúng ta phải xem xét nguyên liệu thô của nó: không khí xung quanh. Không khí bình thường là hỗn hợp các loại khí, chủ yếu bao gồm:
Nitơ (N₂): Khoảng 78%
Oxy (O₂): Khoảng 21%
Argon và các loại khí vi lượng khác: ~1%
MỘT bộ tập trung oxy không tạo ra oxy; nó tách nó ra khỏi nitơ và các loại khí khác, “tập trung” oxy một cách hiệu quả đến mức độ tinh khiết thường từ 90% đến 95%. Quá trình này sản xuất oxy tại chỗ an toàn và hiệu quả hơn nhiều so với việc dựa vào bình oxy áp suất cao hoặc oxy lỏng đông lạnh.
Có hai công nghệ nổi bật được sử dụng trong hệ thống tạo oxy : Công nghệ hấp phụ xoay áp suất (PSA) và màng. PSA cho đến nay là phổ biến nhất, đặc biệt đối với oxy cấp y tế, trong khi màng tách thường được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp cụ thể.
các Máy tạo oxy PSA là đặc trưng của ngành, được tìm thấy trong mọi thứ, từ thiết bị y tế gia đình đến thiết bị quy mô lớn hệ thống tạo oxy công nghiệp . Hoạt động của nó là một chu trình tăng áp và giảm áp liên tục, tận dụng đặc tính vật lý của một số vật liệu nhất định.
các heart of a PSA system is a synthetic zeolite, a microporous material that acts as a Zeolit sàng phân tử . Vật liệu này có một đặc tính quan trọng: cấu trúc tinh thể của nó có nhiều lỗ nhỏ có ái lực mạnh với các phân tử nitơ.
Khi khí nén đi qua vật liệu này, các phân tử nitơ bị giữ lại (bị hấp phụ) trong các lỗ rỗng. Các phân tử oxy, phân tử argon và các loại khí vi lượng khác có kích thước quá lớn hoặc có độ phân cực sai nên khó có thể hấp phụ dễ dàng nên chúng đi qua lớp sàng. Kết quả là một dòng oxy đậm đặc thoát ra khỏi hệ thống.
Tuy nhiên, vật liệu zeolite chỉ có thể chứa được lượng nitơ nhất định. Một khi nó trở nên bão hòa, nó cần được làm sạch hoặc tái sinh. Đây là nơi xuất hiện phần “Áp suất xoay” của tên.
Một hệ thống PSA điển hình sử dụng hai tháp hoặc cột chứa đầy Zeolit. Trong khi một cột đang tích cực sản xuất oxy thì cột kia đang tái tạo. Sự luân phiên này đảm bảo dòng oxy liên tục, không bị gián đoạn.
Bước 1: Nạp và nén
Không khí xung quanh được hút vào thiết bị thông qua bộ lọc nạp, giúp loại bỏ bụi và các hạt vật chất. Sau đó, một máy nén khí bên trong sẽ tạo áp suất cho không khí đã lọc này đến áp suất cần thiết, cần thiết để quá trình hấp phụ hoạt động hiệu quả.
Bước 2: Quản lý làm mát trước và ngưng tụ
Nén không khí tạo ra nhiệt. Khí nóng, nén được đưa qua bộ trao đổi nhiệt để làm mát nó xuống nhiệt độ tối ưu để zeolite hoạt động. Nó cũng đi qua buồng phân tách hoặc bẫy nước để loại bỏ hơi ẩm (hơi nước) có trong không khí, vì nước có thể làm hỏng vật liệu sàng. Đây là một bước quan trọng trong công nghệ tập trung oxy .
Bước 3: Quá trình hấp phụ (Tháp đầu tiên)
các cool, dry, compressed air is directed into the first sieve bed tower. As the air passes through the zeolite, nitrogen molecules are rapidly adsorbed onto the surface of the material. A stream of gas that is now 90-95% oxygen, with the remainder mostly argon and a tiny fraction of unadsorbed nitrogen, flows out of the top of the tower. This product gas is then delivered to the patient or application.
Bước 4: Tái sinh (Tháp thứ hai)
Đồng thời, tháp sàng thứ 2 đang trong giai đoạn tái sinh. Áp suất trong tháp này nhanh chóng được thoát ra (hoặc “đung đưa”) vào khí quyển. Sự giảm áp suất đột ngột (giải hấp) này làm cho zeolite giải phóng các phân tử nitơ bị mắc kẹt, chúng được đẩy ra khỏi hệ thống thông qua van xả.
Bước 5: Xoay
Ngay trước khi tháp đầu tiên bão hòa hoàn toàn nitơ, một hệ thống van sẽ tự động chuyển luồng khí. Khí nén bây giờ được dẫn vào tháp thứ hai mới được tái sinh, bắt đầu sản xuất oxy. Tháp đầu tiên hiện được thông gió đến áp suất khí quyển để thanh lọc nitơ thu được.
Chu trình này—điều áp và sản xuất ở một tháp, giảm áp suất và thanh lọc ở tháp kia—lặp lại sau mỗi vài giây. liên tục lưu lượng oxy được duy trì bởi một thùng chứa sản phẩm hoạt động như một bộ đệm, làm dịu các xung áp suất giữa các công tắc.
Mặc dù ít phổ biến hơn đối với nhu cầu có độ tinh khiết cao nhưng việc tách màng là một công nghệ quan trọng, đặc biệt đối với yêu cầu oxy công nghiệp trong đó độ tinh khiết thấp hơn (thường là 25-50%) có thể chấp nhận được, chẳng hạn như trong quá trình đốt cháy hoặc xử lý nước thải.
các Core Concept: Selective Permeation
Một máy tạo oxy màng bao gồm hàng trăm sợi polymer rỗng, nhỏ. Những sợi này có một đặc tính đặc biệt: các loại khí khác nhau thấm qua thành của chúng với tốc độ khác nhau. Oxy, carbon dioxide và hơi nước thấm nhanh hơn nhiều so với nitơ.
các Process:
Khí nén được đưa vào một đầu của bó sợi rỗng này. “Khí nhanh” như oxy thấm qua thành sợi và được thu lại ở bên ngoài sợi dưới dạng khí sản phẩm. Không khí giàu nitơ (“không thấm”) tiếp tục đi đến hết các sợi và được thoát ra ngoài. Phương pháp này không yêu cầu bộ phận chuyển động (ngoài máy nén) và là một quá trình liên tục, không phải là một quá trình tuần hoàn như PSA.
Bất kể công nghệ nào, một số thành phần chính đều có tính phổ quát:
Máy nén khí: các engine of the device, providing the pressurized air needed for separation.
Hệ thống lọc: Một hệ thống nhiều giai đoạn giúp loại bỏ các hạt, dầu và hơi ẩm từ không khí đi vào, bảo vệ các bộ phận bên trong.
Giường sàng (PSA) hoặc Mô-đun màng: các core separation unit where the actual quá trình tách oxy xảy ra.
Đồng hồ đo lưu lượng và bộ điều chỉnh: Cho phép người dùng kiểm soát tốc độ cung cấp oxy (ví dụ: lít mỗi phút cho bệnh nhân nội khoa).
Bể sản phẩm: Một bể chứa nhỏ chứa oxy đậm đặc, đảm bảo dòng chảy trơn tru và liên tục bất chấp chu kỳ hoạt động của tháp PSA.
Hệ thống điều khiển và van: Cảm biến điện tử và van khí nén tự động hóa toàn bộ quá trình, quản lý thời gian chính xác của sự thay đổi áp suất và đảm bảo an toàn.
Điều quan trọng cần lưu ý là độ tinh khiết oxy và tốc độ dòng chảy thường có quan hệ nghịch đảo trong nhiều mô hình thiết bị tập trung. Ở cài đặt lưu lượng thấp hơn (ví dụ: 1 lít mỗi phút), độ tinh khiết có thể ở mức cao nhất (ví dụ: 95%). Khi tốc độ dòng chảy tăng (ví dụ: 5 lít mỗi phút), độ tinh khiết có thể giảm nhẹ do hệ thống hoạt động mạnh hơn để theo kịp nhu cầu. Đây là một sự cân nhắc quan trọng đối với liệu pháp oxy y tế và lựa chọn thiết bị.
các principle of oxygen generation is versatile, scaling to meet vastly different needs:
Liệu pháp oxy y tế tại nhà: Các thiết bị PSA nhỏ, di động cho phép bệnh nhân mắc các bệnh về hô hấp duy trì khả năng vận động và độc lập.
Bệnh viện và phòng khám: Lớn hơn, cố định hệ thống tạo oxy cung cấp nguồn oxy cấp y tế trung tâm, loại bỏ những thách thức và mối nguy hiểm về mặt hậu cần của bình oxy.
Ứng dụng công nghiệp: Hệ thống màng và PSA công suất cao được sử dụng trong hàn và cắt kim loại , sản xuất thủy tinh, nuôi trồng thủy sản (nuôi cá), tạo ozone và các nhà máy xử lý nước để hỗ trợ quá trình xử lý hiếu khí .
các working principle of an oxygen generator is a brilliant application of physical chemistry and mechanical engineering. By harnessing the selective adsorption properties of zeolite or the permeation properties of advanced membranes, these devices perform a critical separation process efficiently and reliably.
Công nghệ này đã cách mạng hóa liệu pháp oxy và sử dụng oxy công nghiệp, cung cấp một phương pháp an toàn hơn, thuận tiện hơn và tiết kiệm chi phí hơn cho bệnh nhân. sản xuất oxy tại chỗ . Hiểu biết khoa học đằng sau cơ chế sản xuất oxy không chỉ truyền cảm hứng đánh giá cao về kỹ thuật mà còn giúp người dùng và chuyên gia y tế đưa ra quyết định sáng suốt về thiết bị hỗ trợ sức khỏe và công nghiệp.
TEL: +86-15850254955
EMAIL: [email protected]
ADD: Số 2, Khu công nghiệp phía Nam, thị trấn Sancang, thành phố Đông Đài, thành phố Diêm Thành, tỉnh Giang Tô, Trung Quốc
Bản quyền © Công ty TNHH Công nghệ Thanh lọc Giang Tô Luoming Mọi quyền được bảo lưu.
Nhà sản xuất nhà máy sản xuất oxy Nhà máy sản xuất oxy PSA Nhà cung cấp nhà máy sản xuất oxy PSA
The information provided on this website is intended for use only in countries and jurisdictions outside of the People's Republic of China.
