دستگاه‌های اکسیژن‌ساز، دستگاه‌های پزشکی هستند که برای تأمین اکسیژن مکمل برای افراد مبتلا به بیماری‌های تنفسی طراحی شده‌اند. این دستگاه‌ها برای بیمارانی که از بیماری مزمن انسدادی ریه (COPD)، آسم، ذات‌الریه و سایر بیماری‌هایی که عملکرد ریه را مختل می‌کنند، رنج می‌برند، ضروری هستند. آشنایی با انواع مختلف دستگاه‌های اکسیژن‌ساز موجود می‌تواند به بیماران و مراقبان آنها کمک کند تا در مورد نیازهای اکسیژن‌درمانی خود تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرند. این مقاله به بررسی انواع مختلف دستگاه‌های اکسیژن‌ساز، ویژگی‌ها و کاربردهای آنها می‌پردازد.
ژنراتور اکسیژن هیدروژن
استخراج اکسیژن از طریق واکنش شیمیایی الکترولیز آب نیاز به افزودن مداوم آب دارد. این نوع دستگاه تغلیظ اکسیژن عمر کوتاهی دارد، نمی‌توان آن را به دلخواه کج یا جابجا کرد، برق زیادی مصرف می‌کند و معمولاً باید تحت نظر متخصصان استفاده شود.
اصل کار ژنراتور اکسیژن هیدروژن استفاده از فناوری آب الکترولیتی برای تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن از طریق واکنش‌های الکتروشیمیایی در مخزن الکترولیتی است. فرآیند خاص به شرح زیر است:
- واکنش الکترولیز: هنگامی که جریان مستقیم از آب عبور می‌کند، مولکول‌های آب تحت واکنش الکترولیز قرار می‌گیرند و هیدروژن و اکسیژن تولید می‌کنند. در الکترولیز، آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود. هیدروژن به سمت کاتد حرکت می‌کند تا هیدروژن تولید کند؛ اکسیژن به سمت آند حرکت می‌کند تا اکسیژن تولید کند.
- واکنش الکترودی: در کاتد، یون‌های هیدروژن الکترون می‌گیرند و به گاز هیدروژن (H₂) تبدیل می‌شوند؛ در آند، یون‌های هیدروکسید الکترون از دست می‌دهند و به اکسیژن (O₂) تبدیل می‌شوند.
- جمع‌آوری گاز: هیدروژن از طریق دستگاه تخلیه تخلیه می‌شود، در حالی که اکسیژن از طریق دستگاه تأمین گاز به محل مورد نیاز منتقل می‌شود. اکسیژن از طریق خط لوله وارد مخزن ذخیره‌سازی اکسیژن می‌شود تا کاربران از آن استفاده کنند.
ژنراتور اکسیژن هیدروژن به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها استفاده می شود:
- حوزه پزشکی: برای تأمین اکسیژن اضافی، به ویژه برای بیماران مبتلا به بیماری‌های تنفسی، استفاده می‌شود.
- حوزه صنعتی: در فرآیندهای تولیدی که به اکسیژن به عنوان ماده اولیه نیاز دارند، استفاده می‌شود.
- مزرعه خانگی: مناسب برای سالمندانی که به اکسیژن درمانی نیاز دارند یا بیماران مبتلا به بیماری‌های تنفسی.
مزایا و معایب ژنراتور اکسیژن هیدروژن:
مزیت:
- کارآمد: قادر به تأمین اکسیژن به طور مداوم و پایدار.
- ایمنی: کارکرد نسبتاً ساده و نگهداری آسان.
نقطه ضعف:
- مصرف انرژی بالا: دستگاه تولید اکسیژن آب الکترولیز شده برق زیادی مصرف می‌کند.
- هزینه‌های بالاتر: هزینه‌های خرید و نگهداری تجهیزات بالاست.
با درک اصل کار ژنراتور اکسیژن آب الکترولیز شده، زمینه‌های کاربرد، مزایا و معایب آن، می‌توانید این تجهیزات را بهتر انتخاب و استفاده کنید.
ژنراتور اکسیژن غشایی غنی از اکسیژن
غشای غنی از اکسیژن پلیمری برای جمع‌آوری اکسیژن با اجازه دادن به مولکول‌های اکسیژن برای عبور ترجیحی استفاده می‌شود، اما غلظت اکسیژن عموماً زیاد نیست، بنابراین برای اکسیژن درمانی روزانه و مراقبت‌های بهداشتی مناسب است. اصل ژنراتور اکسیژن غشایی غنی از اکسیژن استفاده از یک ماده غشایی ویژه (غشای غنی از اکسیژن) برای جدا کردن اکسیژن موجود در هوا برای دستیابی به هدف تولید اکسیژن است. غشای غنی از اکسیژن یک ماده غشایی ویژه با غلظت بالای مولکول‌های اکسیژن در داخل است که می‌تواند به طور انتخابی به اکسیژن اجازه عبور دهد و از عبور سایر گازها جلوگیری کند.
فرآیند کار ژنراتور اکسیژن غشایی غنی شده با اکسیژن به شرح زیر است:
- فشرده‌سازی هوا: هوا از طریق یک کمپرسور به گاز با دما و فشار بالا فشرده می‌شود.
- خنک‌سازی و مایع‌سازی: هوای با دما و فشار بالا از طریق کندانسور خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود.
- جداسازی تبخیری: هوای مایع از طریق اواپراتور تبخیر شده و به گاز تبدیل می‌شود.
- جداسازی غشایی غنی از اکسیژن: در طی فرآیند تبخیر، مولکول‌های اکسیژن از طریق نفوذ انتخابی غشای غنی از اکسیژن از هوای اولیه جدا می‌شوند و در نتیجه اکسیژن با غلظت بالا تولید می‌شود.
- تنظیم غلظت: غلظت اکسیژن را از طریق شیر تنظیم کننده کنترل کنید تا به استاندارد مورد نیاز برسید.
مزایای ژنراتورهای اکسیژن غشایی غنی شده با اکسیژن عبارتند از:
- کارآمد: قادر به جداسازی مؤثر اکسیژن است.
- قابل حمل: اندازه کوچک، وزن سبک، کارکرد آسان، قابل استفاده در هر زمان و هر مکان.
- ایمنی: فرآیند تولید اکسیژن نیازی به هیچ گونه واکنشگر شیمیایی ندارد و هیچ ماده مضری تولید نمی‌کند.
- سازگار با محیط زیست: کل فرآیند آلاینده تولید نمی‌کند و سازگار با محیط زیست است
ژنراتورهای اکسیژن غشایی غنی شده با اکسیژن برای مکان‌های مختلفی که به اکسیژن نیاز دارند، مانند فلات‌ها، کوه‌ها، جزایر و سایر مکان‌های فاقد اکسیژن، و همچنین بیمارستان‌ها، خانه‌های سالمندان، خانه‌ها و سایر مکان‌ها مناسب هستند. علاوه بر این، می‌توان از آن در واکنش‌های اکسیداسیون صنعتی، احتراق و سایر فرآیندها و همچنین تأمین اکسیژن در زمینه‌های نظامی، هوافضا و سایر زمینه‌ها نیز استفاده کرد.
مولد اکسیژن واکنش شیمیایی
تولید اکسیژن از طریق نسبت خاصی از مواد شیمیایی گران و خطرناک است و برای مصارف خانگی مناسب نیست.
اصل کار مولد اکسیژن واکنش شیمیایی، تولید اکسیژن از طریق واکنش شیمیایی است. ساختار محصول آن عمدتاً شامل راکتورها، سیستم‌های خنک‌کننده، جاذب‌ها، سیستم‌های فیلتراسیون و سیستم‌های کنترل است. مراحل کار خاص به شرح زیر است:
- واکنش شیمیایی: مواد شیمیایی لازم مانند پراکسید هیدروژن، نمک و اسید و غیره را اضافه کنید و کاتالیزورها را به راکتور اضافه کنید تا واکنش شیمیایی سریع انجام شود.
- تولید اکسیژن: واکنش، اکسیژن تولید می‌کند که از راکتور خارج شده و برای خنک کردن اکسیژن وارد سیستم خنک‌کننده می‌شود.
- حذف گازهای مضر: اکسیژن خنک‌شده وارد جاذب می‌شود و گازهای مضری را که ممکن است در هوا وجود داشته باشند، جذب می‌کند.
- سیستم فیلتر: اکسیژن از سیستم فیلتراسیون عبور می‌کند تا مواد مضر بیشتری را حذف کند.
- تنظیم جریان: در نهایت، سیستم کنترل، جریان اکسیژن را برای رفع نیازهای مختلف مصرف تنظیم می‌کند.
مزایای ژنراتور اکسیژن واکنش شیمیایی:
- کارآمد و سریع: مقدار زیادی اکسیژن را می‌توان در مدت زمان کوتاهی تولید کرد.
- حفاظت از محیط زیست و صرفه‌جویی در مصرف انرژی: فقط از مواد شیمیایی استفاده می‌شود، نیازی به مصرف انرژی زیاد نیست.
- عملکرد ساده: این تجهیزات بسیار خودکار و نگهداری آنها آسان است. سناریوهای استفاده
ژنراتورهای اکسیژن واکنش شیمیایی به طور گسترده در زمینه‌های زیر استفاده می‌شوند:
- تولید صنعتی: برای تولید اکسیژن جهت رفع نیازهای صنعتی استفاده می‌شود.
- تصفیه محیط زیست: برای تصفیه هوا و حذف گازهای مضر استفاده می‌شود.
- مراقبت‌های پزشکی: برای تأمین اکسیژن و بهبود سطح مراقبت‌های پزشکی استفاده می‌شود.
- تحقیقات آزمایشگاهی: برای آزمایش‌های علمی جهت رفع نیازهای تحقیقات علمی استفاده می‌شود.
مولد اکسیژن غربال مولکولی
با استفاده از فناوری جذب و دفع غربال‌های مولکولی برای استخراج مستقیم اکسیژن از هوا، این روش ایمن، سازگار با محیط زیست و کم‌هزینه است. این روش در حال حاضر یک روش رایج برای تولید اکسیژن است.
اصل کار مولد اکسیژن غربال مولکولی عمدتاً دستیابی به جداسازی و تهیه اکسیژن از طریق اثر جذب غربال مولکولی است. فرآیند کار آن را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:
- سیستم فشرده‌سازی: هوا را تا فشار معینی فشرده می‌کند تا نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا از هم جدا شوند.
- سیستم خنک‌کننده: هوای فشرده را تا دمای مناسب برای جذب غربال مولکولی خنک کنید.
- سیستم تصفیه: رطوبت، گرد و غبار و سایر ناخالصی‌های موجود در هوا را حذف می‌کند تا از تأثیر بر جذب غربال مولکولی جلوگیری شود.
- سیستم جذب غربال مولکولی: هنگامی که هوای فشرده از غربال مولکولی عبور می‌کند، غربال مولکولی به صورت انتخابی نیتروژن موجود در هوا را جذب کرده و به اکسیژن اجازه عبور می‌دهد و در نتیجه جداسازی و تهیه اکسیژن انجام می‌شود.
ژنراتورهای اکسیژن غربال مولکولی به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها استفاده می‌شوند:
- تولید صنعتی: برای تهیه اکسیژن با خلوص بالا به منظور بهبود راندمان تولید استفاده می‌شود.
- کمک‌های پزشکی: برای درمان و توانبخشی بیماران.
- آزمایش علمی: برای تحقیقات و آزمایش‌های علمی استفاده می‌شود.
- پایش محیطی: برای پایش و حفاظت از محیط زیست استفاده می‌شود.
- کارآمد: قادر به تولید مداوم اکسیژن با خلوص بالا.
- ایمن و قابل اعتماد: طراحی ایمن است و هیچ ماده مضری در حین کار تولید نمی‌شود.
- سازگار با محیط زیست: هیچ ماده مضری تولید نخواهد شد.
- راحت: کارکرد و نگهداری آسان.
نقطه ضعف:
- هزینه‌های بالاتر: هزینه‌های تجهیزات و هزینه‌های نگهداری بالا است.
- از نظر فنی پیچیده: نیاز به نگهداری و پشتیبانی فنی حرفه‌ای دارد.
زمان ارسال: ۱۹ نوامبر ۲۰۲۴