当前位置:主页 > 仪器原理

家用制氧原理?

时间:2024-10-17 06:08|来源:未知|作者:温变仪器|点击:0次

一、家用制氧原理?

家用制氧机工作原理是利用分子筛物理吸附和解吸技术。

制氧机内装填分子筛,在加压时可将空气中氮气吸附,剩余的未被吸收的氧气被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。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。

二、vpsa制氧原理?

也叫真空变压吸附(VPSA)制氧机其工作原理是利用锂分子筛选择性吸附空气中的氮气,让氧气附集在吸附塔顶部作为产品气输出。

三、吸附制氧原理?

1、原理和方法

  变压吸附制医用氧是采用物理吸附的方法,使用的吸附剂是沸石分子筛(zeolite molecular sieve)。空气中的主要成分是氮气、氧气及其它稀有气体,它们的分子极性各不相同,其中氮气的极性较氧气的极性要大。沸石分子筛是一种极性吸附剂,在等温条件下,当吸附压力增加时,它对氮气的平衡吸附量要比氧气增加很多。当吸附压力减少时,它对氮气的平衡吸附量比氧气减少很多。利用沸石分子筛的这一特性,可采用加压吸附,减压解吸循环操作的方法制取氧气。

  2、吸附剂的选择

  在PSA吸附床中,至少有两层吸附剂,靠近进料端的吸附剂称为“预处理”吸附剂,它的主要作用是除去进料空气中的水和二氧化碳。氧化铝通常被用作预处理吸附剂,但是,使用中人们发现在氧化铝与其它吸附剂的接触面上会产生一个低温区,称为“冷点”,会影响吸附剂的再生。随着人们对“冷点”的进一步认识,氧化铝已被NaX型的沸石分子筛代替,因为它比氧化铝具有更高的氧、氮吸附容量和吸附热,可以帮助减少“冷点”的损害。

  目前,具有更高吸附容量的NaX吸附剂已经被开发出来,可以进一步减低“冷点”效应。靠近吸附床产品端的第二层吸附剂称为“主吸附剂”,它的主要作用是氧气、氮气的分离,一般选用具有优先吸附氮气的沸石分子筛。在有些场合,NaX既被用来作主吸附剂,也被用作预处理吸附剂,但CaA型的沸石分子筛是变压吸附法制氧最常用的吸附剂。为了提高分子筛的吸附性能,又开发其它类型的分子筛如CaX型的沸石分子筛,目前吸附选择性能最好的吸附剂是LiX型沸石分子筛。

四、psa制氧原理?

PSA制氧设备工作原理

  工业制氧机是以沸石分子筛为吸附剂,利用加压吸附,降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气,从而分离出氧气的自动化设备。沸石分子筛是一种经过特殊的孔型处理工艺加工而成的,表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附剂,呈白色。其孔型特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。沸石分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别,N2分子在沸石分子筛的微孔中有较快的扩散速率,O2分子扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氮相差不大。最终从吸附塔富集出来的是氧气分子。 变压吸附制氧正是利用沸石分子筛的选择吸附特性,采用加压吸附,减压解吸的循环周期,使压缩空气交替进入吸附塔来实现空气分离,从而连续产出高纯度的产品氧气。

  1、压缩空气净化组

  空气压缩机提供的压缩空气首先通入压缩空气净化组件中,压缩空气先由管道过滤器除去大部分的油、水、尘,再经冷冻干燥机进一步除水、精过滤器除油、除尘,并由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。根据系统工况,优埃基气体特别设计了一套压缩空气除油器,用来防止可能出现的微量油渗透,为分子筛提供充分保护。设计严谨的空气净化组件确保了分子筛的使用寿命。经本组件处理后的洁净空气可用于仪表空气。

  2、空气储气罐

  空气储罐的作用是:降低气流脉动,起缓冲作用;从而减小系统压力波动,使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件,以便充分除去油水杂质,减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。同时,在吸附塔进行工作切换时,它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气,使吸附塔内压力很快上升到工作压力,保证了设备可靠稳定的运行。

  3、氧氮分离装置

  装有专用分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经分子筛向出口端流动时,N2被其吸附,产品氧气由吸附塔出口端流出。经一段时间后,A塔内的分子筛吸附饱和。这时,A塔自动停止吸附,压缩空气流入B塔进行吸氮产氧,对并A塔分子筛进行再生。分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的N2来实现的。两塔交替进行吸附和再生,完成氧氮分离,连续输出氧气。上述过程均由可编程序控制器(PLC)来控制。当出气端氧气纯度大小设定值时,PLC程序作用,自动放空阀门打开,将不合格氧气自动放空,确保不合格氧气不流向用气点。气体放空时利用消音器消声使噪声小于75dBA。

  4、氧气缓冲罐

  氧气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氧气的压力和纯度,保证连续供给氧气稳定。同时,在吸附塔进行工作切换后,它将本身的部分气体回充吸附塔,一方面帮助吸附塔升压,另外也起到保护床层的作用,在设备工作过程中起到极重要的工艺辅助作用。

  PSA制氧机是根据变压吸附原理,采用高品质的沸石分子筛作为吸附剂,在一定的压力下,从空气中制取氧气。经过纯化干燥的压缩空气,在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。由于空气动力学效应,氮在沸石分子筛微孔中扩散速率远大于氧,氮被沸石分子筛优先吸附,氧在气相中被富集起来,形成成品氧气。然后经减压至常压,吸附剂脱附所吸附的氮气等杂质,实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔,一塔吸附产氧,另一塔脱附再生,通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭,使两塔交替循环,以实现连续生产高品质氧气之目的。整套系统由以下部件组成:压缩空气净化组件、空气储罐、氧氮分离装置、氧气缓冲罐;如需灌钢瓶,末端加装氧气增压机及充瓶装置。

五、潜艇制氧原理?

1.通气管换气供氧

通气管换气相信广大读者们一看就明白了,就是通过管子把潜艇里面的废气排除,新鲜的空气吸进来。实际中,潜艇通气管由进气管和排气管组成,设置在潜艇顶部的指挥台围壳里。当潜艇在近海面处时,通过露出水面的进气管进行潜艇舱室的换气。同时,常规潜艇的柴油机也在此时开始工作给潜艇充电。总体而言采用通气管换氧, 具有结构简单, 设备装置紧凑,耗能少的优点。但是,潜艇采用这种方法换气需要靠近海面,频繁上浮,因此增加了潜艇的暴露机率,特别是遇到大风浪天气,通气管还要面临被海浪淹没的风险。

2.氧气瓶供氧

氧气瓶供氧应该是大家最容易想到的供氧方式吧?潜艇的氧气瓶供氧基本思路:是将空气中的氧气通过低温高压压缩到高压气瓶,使用时通过减压将气体放出供潜艇人员使用。这个说起来就和潜水员用氧气瓶供氧是一样的道理。总体而言采用氧气瓶供氧,具有操作过程简单,使用时不消耗艇上大量能源,且不会给舱室空气带来二次污染的优点。但是存储氧气的气瓶属于高压容器,潜艇航行在水下,环境比较复杂,特别是作战过程中会受到剧烈的冲击,这很容易使得高压钢瓶存在安全隐患,一旦爆裂将给潜艇带来巨大的损害。此外,由于高压气瓶的体积限制,潜艇的需氧量增大时,狭小的潜艇舱室只能堆放有限的钢瓶,因此,这种方法不适用大型的长航时潜艇使用。在实际中,现在的潜艇也常会携带部分氧气瓶,只不过不作为主供氧设备,而是当潜艇在作战中供氧系统受损后,作为应急供氧向舱室供气。

3 .液氧供氧

液态氧就是液化后的氧气。经液化后的氧密度大约是常温常压下气氧密度的 1 000 倍,因此同体积的贮罐可以携带更多的液氧。液氧在使用时需经过气化、减压, 最后进行混合,释放到舱室中供人员呼气使用。总体而言采用液氧供氧,具有氧气纯度较高,对舱室不会产生二次污染,蓄氧量远大于气氧,其供氧方式和气瓶供氧基本一样,经济可靠并且操作简单的优点。然而,液氧需要保存在 -183℃ 以下,这也对液氧保温技术提出很高的要求。在这点上可能大家不是很好理解,举个例子,LNG运输船一直都被视为是船舶行业最难制造的船舶之一,就是因为液化的天然气的存储技术要求非常高,同理,液氧的存储同样也面临着这样的问题。

1. 碱金属超氧化物制氧

目前潜艇中大多采用的碱金属过氧化物主要是过氧化钠(Na2O2)和过氧化钾(K2O2)。过氧化物在热分解时会释放氧气,在水蒸气存在的条件下也会与 CO2 反应生成氧气。以 Na2O2 为例,主要反应如下:

2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH+O2

2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3+O2

理论而言, 超氧化物供氧是非常理想的供氧方式,它不仅可以吸收掉密闭舱室中人员呼出的二氧化碳,同时还能反应制备出氧气,因此非常方便。但在实际应用种,这种制氧技术在潜艇上会面临一些问题。如在高温潮湿的海洋环境中,过氧化物在化学反应中容易发生膨胀与糊状现象,从而降低了反应效率。此外,过氧化物是强氧化性物质,遇水后会剧烈反应发生爆炸,因此存储要求比较严格;使用过程中过氧化物的颗粒挥发到大气中,对人的身体造成损伤;除此之外,它还会腐蚀舱室的设备,造成相当大的安全隐患。

2. 氧烛供氧

潜艇的氧烛供氧是把氯酸盐中加入燃料、抑氯剂、助燃剂和粘结剂,经混合后,压制或者浇铸形成固体氧烛,使用时再将其点燃。固体氧烛在受热后会释放氧气,将产生的气体通过气体净化装置后,可以直接供艇员使用。总体而言采用氧烛供氧,具有使用方便、安全,存储容易,产生的氧气量大(氧烛的供氧能力是同体积气体氧的3倍),反应迅速的优点。但是,氧烛在燃烧的时候无法控制反应速度,容易造成舱室氧气浓度局部波动。此外,氧烛在燃烧的时候还会产生一些副产物(氯化物烟尘、 CO2、CO、Cl2等),造成舱室的环境二次污染。

3. 碱性电解水供氧

潜艇的碱性电解水供氧,是以一定浓度 NaOH 或 KOH 作为电解液,通入电流将水分解为 O2 和H2,阴极发生还原反应形成 H2,阳极则发生氧化反应形成 O2。电解后产生的气体通过分离器进行洗涤、净化、冷却,然后把纯化后的 O2 输送到舱室,电解出的 H2收集后排出潜艇。总体而言采用碱性电解水供氧,因为潜艇在水中航行,因此有取之不尽的水的优点。但是因为电解水制氧效率比较低,因此需要消耗大量的能源,所以限制了它在常规潜艇上的应用。除此之外,在电解水过程中如果产生的 H2 和 O2 混合容易发生爆炸,因此对反应过程中气体的密封性有着很高的要求。另外,电解液是选用强碱性溶液,具有强腐蚀性,电解制备的气体必须经过多次的洗涤才能使用。

4. 固态电解质电解水供氧

潜艇的固态聚合物电解质技术的电解原理其实和碱性水电解原理是相似,区别只是用全氟磺酸聚合物膜薄片代替了传统的碱性电解液。工作原理是:全氟磺酸聚合物膜薄在水中作为离子的良导体,水合氢离子在电场的作用下在薄膜上迁移,而电解质的两侧分别涂覆一层阴极和阳极催化材料。H2O 在阳极电解成 O2,H-和 e-,H- 在阴极生成 H2。总体而言采用固态电解质电解水供氧,具有制氧装置能耗小,效率高,成本低,安全可靠,产生的氧气纯度高,承压性能好的优点。

六、变压吸附制氧原理?

工作原理:采用物理制氧原理,PSA—分子筛变压吸附技术,直接将空气中的氧气,氮气分离,制取高纯度的氧气。

通俗来讲,现在用的分子筛其实就是一种高温烧结而成的石头,上面有0.5纳米的孔,孔内是大容积的洞。

我们都知道空气中78%是氮气,21%是氧气,氮气比氧气轻,即它的体积比氧气小,氮气比较容易进入分子筛石头的洞内,我们采用的技术使进入分子筛洞内的氮气和氧气的比例为11:1以上,加压后大量氮气进入洞内,这样分子筛外部氧气的含量可达到90%以上,通过收集可供病人使用。

然后打开排气孔使气压降低,氮气从排气孔排出,这时如果再加压,分子筛又可以大量吸收氮气,分子筛重复以上工作便可持续产生高浓度医用氧。

七、鱼缸过滤制氧原理?

鱼缸氧气泵的工作原理也就是把空气打入鱼缸,通过气泡不断溢出水面来增加水面的震动,继而使更多的氧气不断地进入到水体之中。

除了市面上常见的三合一水泵和内置过滤器,是兼具过滤和打氧两种功能之外,其他的过滤器并没有打氧的功能。

而对于其他的过滤设备来说,我们是完全可以通过加大这个过滤槽里的水体流动,来达到为鱼缸增氧的目的。

八、增氧泵制氧原理?

叶轮转动时,由于离心力的作用,风向标促使气体向前向外运动,从而形成一系列螺旋状的运动。

叶轮刀片之间的空气呈螺旋状加速旋转并将泵体之外的气体挤入(由吸气口吸入)侧槽,当它进入侧通道以后,气体被压缩,然后又回复到叶轮刀片间再次加速旋转。

当空气沿着一条螺旋形轨道穿过叶轮和侧槽时,每个叶轮片增加了压缩和加速的程度,随着旋转的进行,气体的动能增加,使得沿侧通道通过的气体压力进一步增加。

当空气到达侧槽与排放法兰的连接点(侧通道在出口处变窄),气体即被挤出叶片并通过出口消声器排出泵体。

九、增氧剂制氧原理?

原理是利用空气分离技术。

制氧机是制取氧气的一类机器,首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液分离,再进一步精馏而得。

采用分子筛的吸附性能,通过物理原理,以大排量无油压缩机为动力,把空气中的氮气与氧气进行分离,最终得到高浓度的氧气。这种类型的制氧机产氧迅速,氧浓度高,适用于各种人群氧疗与氧保健。耗电量低。

十、压缩空气制氧原理?

目前,在医疗上氧气的制造通常采用通用的空气压缩机压缩空气后经分子筛过滤提取氧气,所以空压压缩机需要稳定的压力供给,现有的空压机系统均采用压力开关、压力传感器等进行压力调节,空压机需频繁空加载转换,造成空压机故障较高,压力范围波动较大,造成氧气纯度不稳定。

滑片式空压机,也叫旋转叶片式压缩机是通过转动叶片来实现气体压缩,最终将实现机械能转化成风能的一种压缩机,其因运动部件少,加工、装配精度高,体积小、重量轻、噪音低、操作简单可靠性高等优势被广泛的应用到新能源客车、电车领域,而将其应用到医疗制氧上,尚未见报道。本发明目的是将滑片式空压机应用到医疗制氧领域中,解决现有医疗制氧压缩系统存在的缺陷。

Copyright © 2024 温变仪器 滇ICP备2024020316号-40