目前,我 国医用氧的制取方案 工艺主要有两 种,深冷法 (又称低温空气分离法 )和分子筛制氧法 (又称变压吸附法 PressureSwingAbsorption,PSA)。两者都是以空气为原料,但前者制得的氧浓度可达 99.5% 以上,而后者只能达到 96%。
1.1深冷法
(医用氧气 国家标准和 中国药典)中规定的医用氧气含氧量不得少于 99.5%(ml/m1),是针对深冷法制氧 [4]。深冷法利用空气中氧、氮组分的沸点不同 (在大气压下氧沸点为 90K,氮沸点为 77K),将氧分离出来。首先 空气被压缩、冷却后液化,在精馏塔中,高沸点的氧气不断从蒸汽中冷凝成液氧,低沸点的氮气不断转入 蒸汽 中,使上升的蒸汽中含氮量不断提 高,而下流液体中氧量越来越高 ,从而得到高浓度的液氧。液氧或经过液氧泵、汽化器、充装排等特殊装置充装到氧气瓶,供临床使用 。
深冷法 的特点是无论是在 空气液化还是精馏,都是在 120K以下的温度条件下进行的 ;液氧经过长期的弱放 电,变成液态臭氧 ;由于烃 (即碳氢化台物 )能溶于液氧,此法不能完全析 出空气 中的烃 [51等。此法制得的氧气,其组成除了氧气以外 ,还有水分、二氧化碳、一 氧化碳、气态酸和碱、臭氧及烃等对人体有害的成分。如果对氧含量的规定低于 99.5%,则这些对人体有害的成分就会相应增加,超过 ((医用氧气))国家标准和 中国药典 规定的含量 ,从而对人体造成危害。此 即医用氧气氧含量必须不低于 99.5% 的由来。
1.2分子筛制氧法
医用分子筛制氧设备是以空气为原料,基于分子筛对空气中的氧、氮组分选择性吸附,采用变压吸附原理,即空气中的氧气和氮气在吸附剂上的吸附容量、吸附速度和吸附力等方面的差异以及吸附剂在不 同压力下对氧气和氮气 的吸附容量有较大差异来使 空气分离获得氧气。当空气经过压缩,通过分子筛 吸附塔的吸附层时,氮分子优先被吸附,氧分子留在气相 中,而成为氧气。吸附达到平衡时,利用减压或抽真空将分子筛表面所吸附的氮分子驱除,恢复分子筛的吸附能力即吸附解。为了能够连续提供一定流量的氧气 ,装置通常设置两个或两个 以上的吸附塔 ,通过程控指令 ,分时接通高、低压气,周而复始完成吸附和解吸再生流程 。这 种 方法 采用 纯物 理 吸 附,产 生 的氧气 浓度 为90%~96%,低于 医用氧气 国家标准对 医用氧含量要求不低于 99.5% 的要求,但有害成分 (如烃和固体物质等 )的含量低于 国家标准中对其的限制