磁分制氧原理-朱重光
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制氧机制氧的原理
制氧机制氧的原理,制氧机制氧是利用分子筛吸附的原理来生产氧气的,分子筛是一种具有高比表面积和高孔隙率的多孔性物质。
当分子筛吸附的空气达到饱和后,其表面上就会出现负氧离子,而且这些负氧离子会自动的进入到空气中。
人们把这种被负离子包围起来的空气称之为“空气负离子”,这种空气负氧离
子能使人情绪稳定,提高睡眠质量,有一定的抗菌能力,它可以杀灭空气中多种细菌、病毒,并能吸收紫外线对人体有害的辐射,同时还可以对室内甲醛等有害气体进行净化。
在人患上呼吸道感染、哮喘等疾病时,其体内就会产生大量的氧自由基。
氧自由基又称活性氧自由基,是人体内最强的自由基。
它具有极强的氧化性和生物活性,它不仅能破坏细胞膜组织和细胞质中的核酸(DNA)等遗传物质,还能破坏细胞组织内正常蛋白质和酶等物质。
而这些物质对人体都有不同程度的损害。
当人体吸入高浓度氧时,可使中枢神经系统受到强烈抑制。
因此在临床上使用一些药物来消除或减少这种高浓度氧对人体所产生的毒害作用。
—— 1 —1 —。
制氧机分子塔制氧机分子塔是一种用于分离空气制取氧气的设备,其工作原理基于分子筛吸附剂吸附氮气而让氧气通过的特性,实现空气的分离。
制氧机分子塔由多个吸附塔组成,每个塔内填充有分子筛作为吸附剂。
当空气进入分子塔后,分子筛对氮气具有优先吸附作用,而对氧气则几乎没有吸附。
这样,大部分氮气被吸附在分子筛上,而氧气则通过分子塔流出。
通过控制分子塔的工作压力和温度,可以实现对氧气和氮气的分离。
制氧机分子塔的主要特点是高效、节能、环保。
与传统的低温液化空气分离技术相比,制氧机分子塔具有更高的氧气回收率和更低的能耗。
此外,由于分子筛的使用寿命长、可再生,因此制氧机分子塔的维护成本也相对较低。
制氧机分子塔广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
在工业领域,制氧机分子塔主要用于生产富氧燃料、高纯度氧气等产品,以满足不同工艺的需求。
在医疗领域,制氧机分子塔用于提供医疗用氧,如呼吸机用氧、液态氧等。
在科研领域,制氧机分子塔用于提供高纯度氧气,支持各种科学实验和研究。
制氧机分子塔的设计和制造需要综合考虑多种因素,如吸附剂的选择、塔内压降的控制、温度和压力的调节等。
这些因素直接影响着制氧机分子塔的性能和效率。
为了确保制氧机分子塔的安全、稳定运行,需要定期进行维护和保养,如清洗、再生或更换分子筛等。
此外,随着科技的不断进步和应用需求的不断提高,制氧机分子塔也在不断发展与改进。
研究人员致力于优化制氧机分子塔的结构设计、提高其分离性能和降低能耗等方面的工作。
同时,新型吸附剂的开发和应用也为制氧机分子塔的进一步发展提供了可能。
总之,制氧机分子塔作为一种高效、节能、环保的空气分离设备,在工业、医疗、科研等领域得到了广泛应用。
其基于分子筛吸附剂的特性实现氧气和氮气的分离,具有较高的氧气回收率和较低的能耗。
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高,制氧机分子塔将继续发展与改进,为各领域的可持续发展提供有力支持。
氧气发生器的工作原理氧气发生器是一种用于产生高纯度氧气的设备。
它的工作原理是通过物理或化学的方式将空气中的氮气和其他杂质分离,从而使纯净的氧气集中输出。
下面将详细介绍氧气发生器的工作原理:一、压力摩尔分数谓密度定律和摩尔分数定律1. 压力摩尔分数定律是指在一定温度下,气体的分压与其摩尔分数成正比。
根据这个定律,氧气发生器中的空气会受到压力的作用,从而使其中的氧气和其他气体达到不同的分压。
2. 密度定律是指在一定温度和压力下,气体的密度与其摩尔分数成正比。
根据这个定律,氧气发生器可以通过调整压力来控制氧气和其他气体的密度,从而实现分离和纯化。
二、吸附分离法1. 活性炭吸附法:氧气发生器中常使用活性炭作为吸附剂,通过调整压力和温度,使空气中的氮气和水蒸气被吸附在活性炭上,从而将纯净的氧气分离出来。
2. 分子筛吸附法:分子筛是一种具有特殊孔径结构的材料。
氧气发生器中的分子筛可以选择性地吸附氮气分子,而将氧气通过,实现氮氧的分离。
三、膜分离法1. 膜分离是利用特殊膜材料的选择性渗透性质,将混合气体中不同分子尺寸的组分分离。
氧气发生器中常常使用聚合物膜或陶瓷膜作为分离膜。
2. 在氧气发生器中,膜分离法通过调整压力差,使得氮氧分子在膜上通过的速率不同,从而实现氮氧的分离。
四、电解法1. 电解法是指利用电解原理将水分解成氢气和氧气。
在氧气发生器中,通过电解水制氧产生纯净的氧气。
2. 电解法需要使用电解槽和电极,通过直流电流的作用,使水中的氢氧离子分解,并在阳极和阴极上生成氧气和氢气。
综上所述,氧气发生器通过各种不同的原理实现了将氮气和其他杂质与纯净的氧气分离的过程。
这些工作原理包括压力摩尔分数定律和密度定律、吸附分离法、膜分离法和电解法。
随着科技的不断发展,氧气发生器的工作原理也在不断创新,使得氧气的生产更加高效和环保。
制氧机的原理
制氧机是一种将空气中的氧气浓缩提供给用户使用的设备。
它的工作原理基于空气中氮氧混合物的物理特性,通过分离氮氧混合物中的氧气实现氧浓缩。
制氧机主要由压缩机、冷却器、分离膜和控制系统等部分组成。
首先,空气被压缩机压缩,将空气中的杂质,如灰尘和水蒸气压缩到较高的压力。
然后,压缩后的空气经过冷却器进行冷却,使其温度降低。
接下来,冷却后的空气进入分离膜。
分离膜是制氧机的核心部分,它使用特殊的材料制成,具有特定的孔径大小。
氮氧混合物进入分离膜后,由于氧分子的尺寸较小,可以通过分离膜的微孔,而氮气分子则无法通过。
这样,通过分离膜的作用,可以将氧气从氮氧混合物中分离出来,实现氧浓缩。
最后,分离出的氧气通过管道输送给用户使用。
制氧机的控制系统可以根据用户的需要调节氧气的浓度和流量,并保持稳定的供氧状态。
总的来说,制氧机利用空气中氮氧混合物的分离特性,通过分离膜将氮气与氧气分离,提供纯净的氧气给予需要氧气治疗的用户使用。
变压吸附制氧原理变压吸附制氧是一种通过吸附剂吸附空气中的氮气,从而得到高纯度氧气的技术。
它利用了吸附剂对氮气和氧气的吸附选择性,通过变压操作实现对氮气和氧气的分离。
下面将详细介绍变压吸附制氧的原理和工作过程。
首先,变压吸附制氧系统由吸附塔、压缩机、变压器、控制系统等部分组成。
在工作时,空气经过预处理后进入吸附塔,吸附塔中填充有吸附剂。
当空气通过吸附塔时,吸附剂对氮气和氧气的吸附选择性会导致氮气被吸附,而氧气通过吸附塔被输出。
其次,变压吸附制氧的原理是利用吸附剂对氮气和氧气的吸附选择性不同。
在吸附塔内,当空气通过吸附剂时,由于氮气和氧气的分子大小和极性不同,吸附剂对它们的吸附能力也不同。
一般来说,吸附剂对氮气的吸附能力更强,因此氮气会被吸附在吸附剂上,而氧气则通过吸附塔输出。
接着,变压吸附制氧的工作过程主要包括吸附、脱附和再生三个阶段。
在吸附阶段,空气通过吸附塔,氮气被吸附,从而得到富氧气体。
在脱附阶段,吸附塔停止进气,通过减压或者加热的方式将吸附在吸附剂上的氮气释放出来,从而实现对吸附剂的再生。
在再生阶段,通过变压操作,将吸附塔恢复到工作状态,使其可以再次吸附氮气,产生富氧气体。
最后,变压吸附制氧技术具有操作简单、能耗低、成本较低等优点,因此在医疗、生活、工业等领域得到了广泛应用。
通过合理设计吸附剂、控制系统和工艺参数,可以实现对氮气和氧气的高效分离,从而得到高纯度的氧气产品。
综上所述,变压吸附制氧是一种通过吸附剂对氮气和氧气的吸附选择性实现氮气和氧气的分离的技术。
它的原理和工作过程清晰明了,具有广泛的应用前景和市场需求。
希望本文能够对变压吸附制氧技术有所了解,并为相关领域的研究和应用提供参考。
制氧机是一种通过电力将空气中的氧气分离出来的设备。
其制氧原理主要有以下几种:
1.压缩制氧法:通过压缩空气,使氧气和其他气体分离。
这种方法需要较大的能量消
耗,常用于工业生产。
2.分离制氧法:通过滤材、吸附材料或膜分离技术将空气中的氧气分离出来。
这种方
法消耗能量较小,常用于医疗、航空、军事等领域。
3.冷凝制氧法:通过冷却和压缩空气,使氧气因为比其他气体更低的沸点而凝结成液
体,再将其蒸发回气态。
这种方法需要较大的能量消耗,常用于医疗和航空领域。
4.深冷制氧法: 通过深冷液氧技术将液氧蒸发回气态氧气。
这种方法需要较大的能量
消耗,常用于工业生产和科研领域。
总之,制氧机通过不同的方法将空气中的氧气分离出来, 为工业生产和医疗等领域提供高纯度的氧气。
其中每种方法都有各自的优缺点, 选择制氧机时需要根据实际需求和使用环境进行选择。
医用制氧机原理
医用制氧机是一种能够将空气中的氧气浓缩到高浓度的装置,主要用于治疗呼吸系统疾病以及提供氧气给有氧气需求的患者。
医用制氧机的原理是利用物理方法将空气中的氧气分离出来。
医用制氧机通常采用分子筛吸附技术。
分子筛是一种特殊的物质,其表面具有特殊的化学性质,能够吸附特定的气体分子。
医用制氧机内部通常安装了一个分子筛吸附器,空气通过该吸附器时,其中的氮气和其他杂质气体会被吸附住,而氧气则相对集中地通过。
医用制氧机具有两个主要的工作环节:吸附和解吸。
在吸附阶段,压缩空气通过分子筛吸附器时,其中的氮气会被分子筛吸附,从而只有富含氧气的空气通过。
随后,在解吸阶段,分子筛吸附器通过降低压力或者加热等方式将被吸附的氮气释放掉,从而恢复分子筛的吸附能力。
此外,医用制氧机还会配备氧气压缩机和压缩空气过滤器。
氧气压缩机主要用于增压,使得制氧机能够提供足够的压力给患者使用。
压缩空气过滤器则用于过滤空气中的杂质和微小颗粒,以保证输送到患者的氧气质量。
总的来说,医用制氧机通过分子筛吸附技术将空气中的氮气和杂质气体分离,从而得到高浓度的氧气供患者使用。
它是一种非常重要的医疗设备,能够为患者提供必要的氧气支持,促进其康复和治疗效果。
分子筛制氧器的原理
分子筛制氧器的原理是利用分子筛材料对气体中的氮气具有选择性吸附能力来分离氧气和氮气。
分子筛是一种多孔性固体材料,其内部具有一系列的微孔和孔径。
氮气分子较小,可以被分子筛中的孔洞吸附,而氧气分子较大则不能。
当空气通过分子筛时,氮气被吸附在分子筛表面上,而氧气则通过分子筛,从而实现了氧气和氮气的分离。
分子筛制氧器的具体工作原理如下:
1. 进气口:空气从进气口进入氧气制造机。
2. 预冷器:空气经过预冷器降温,以减少水蒸气含量和降低空气中的湿度。
3. 过滤器:通过过滤器去除空气中的尘埃、颗粒物和污染物。
4. 压缩机:将空气压缩,增加气体的密度和压力。
5. 分子筛吸附器:压缩后的空气进入分子筛吸附器。
分子筛材料具有特定孔径,可以选择性地吸附氮气分子而不吸附氧气分子。
6. 分离氧气和氮气:氮气被分子筛吸附,富含氧气的气体经过分子筛,从输出口释放出来。
7. 减压器:将输出的氧气气体减压,使其符合使用要求。
8. 净化器:通过净化器进一步去除氧气中的其他杂质和污染物。
9. 输出口:纯净的氧气从输出口释放出来,供给使用者使用。
整个过程是一个连续循环,通过不断进气、吸附、输出等步骤,实现了对氧气和氮气的分离和制备纯净氧气的功能。
制氧机制氧原理制氧机通过利用物理原理制氧。
和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。
工业制氧设备的原理是利用空气分离技术,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脱离,再进一步精馏而得。
工业上的用氧一般是通过此物理方法得到的。
制氧机又叫空气分离设备。
按产品数量不同,可分为m3/h以下小型设备;—m3/h中型设备;m3/h以上大型设备。
所谓的m3/h ,—m3/h 表示制氧设备从空分塔的每小时产量。
我国制氧设备大体由空压机.预冷装置,提纯装置,空分塔等共同组成。
家用制氧设备家用制氧设备工作原理:利用分子筛物理溶解和MALDI技术.制氧机内装弹分子筛,在冷却时可以将空气中氮气溶解,余下的未被稀释的氧气被搜集出来,经过净化处置后即为沦为高纯度的氧气。
分子筛在预热时将所溶解的氮气排放量回去环境空气中,在下一次冷却时又可以溶解氮气并制备氧气,整个过程为周期性地动态循环过程,分子筛并不消耗。
医用制氧设备编辑所有医疗用制氧设备使用的都就是世界一流的psa(变压溶解)空气拆分制氧技术,它就是基于迎合剂(沸石分子筛)对空气中氧、氮溶解能力的差异去同时实现氧、氮的拆分。
当空气步入装有吸附剂的床层时,氮气溶解能力较强被溶解,而氧气不被溶解,这样可以在溶解床出口端的赢得高浓度的氧气。
由于吸附剂具备其溶解量随压力变化的特性,发生改变其压力,可以并使溶解交错展开溶解与MALDI操作方式。
不管哪种用途的制氧设备,采用的都是物理制氧方式,通过隔离空气的分离出氧气。
第卷第期年淮北煤师院学报
磁分制氧机理朱重光物理系摘要本文讨论了横向非均匀磁场对氧气和氮气的分离作用论证了在常温常压下直接从空气中提取富氧的机理关键词横向场强梯度顺磁性
目前国内外多采用以下几种制氧方法精馏法化学反应法水电解法应用分子
筛实
施空分法精馏法利用氧气和氮气的沸点不同标准气压下氧气沸点办℃氮气
℃
通过反复精馏达到氧氮分离此法工业化程度高是目前工业制氧的主要方法但需要大
型
制氧设备耗能大只适用于工业的定点制氧化学法制氧成本高且为一次性使用电解法制氧耗能大分子筛价格晶贵以上诸种制氧法均需要较大投资难以普及和进人家庭
而磁分制氧机是在常温常压下利用横向非均匀磁场直接从空气中分离出氧气是一种新型
的
可供就地随产随用的制氧设备若将氧浓度提高可以改善空调室的空气质量提高
一可供危重病人吸氧经过一次至多次磁分可以满足不同情况下的需氧要求磁分
制氧机目前尚未见有关报道本文将磁分制氧的机理及整机构思和可行性分析作以论证
宏观模拟实验
实验装置如图所示
①一对锥形磁铁产生半径方向横向非均匀磁场②顺磁性铁钉③铁钉牵引线④环形线圈⑤环圈引线
⑥内圆筒〔虚线⑦外圆筒虚线⑧送气风机富氧风机⑩环形气道
收稿日期一的一
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第期朱重光磁分制氧机理实验现象当线③牵引的铁钉靠近由锥形磁体产生的非均匀磁场时铁钉无论在左
右下等方向均受到指向锥体轴线方向的力并且铁钉轴线与磁力线平行当剪断线后铁钉轴线保持与磁力线平行的状态飞向横向非均匀磁场场强梯度大的锥体轴心方向实验现象用线③悬挂一通电环形线圈使环形线圈的圆心与锥体轴线处于水平位
置当线圈通人电流后产生磁矩方向与磁场方向一致时可见环形线圈面的运动方向与
磁力线垂直向横向磁场强度梯度大的锥体轴线方向运动当线圈通人反向电流时环形面
向相反方向运动即向横向磁场强度梯度小的方向运动上述实验宏观现象说明顺磁性和抗磁性物质在横向非均匀磁场中受力方向相反尤其
是通电环流线圈较好地模拟了原子核外电子环流在横向非均匀磁场中的受力及运动情况
横向非均匀磁场对氧气和氮气的分离作用空气中的主要成份是顺磁性的氧气和抗磁性的氮
气在常温常压下提高含氧浓度可满足不同场合
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需要如改善空调室中的含氧量病人吸氧高原地
区卧室中的氧含量等横向非均匀磁场中的氧气氮
气分离过程图中气道置于横向非均匀磁场中刃一一一一一一一妈
磁力线垂直于纸面横向磁场强度梯度兰兰现将
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和的混合气体由下方以匀流速
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子和氮分子受力方向相反氧分子
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尤图在横向非均匀磁场中受力分离过程
尸为氧分子磁矩为氧分子质量、为氧分子加速度
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灼为氮分子磁矩为氮分子质量处为氮分子加速度一指向岑小的方向则氧
气
产生向轴正向的加速运动氮气为轴反向的加速速度因此氧氮混合气体在自下向上流动过程中在横向非均匀磁场作用下逐渐分离氧气的体积磁化率比氮气的体积磁化率高
两
个数量级可见氧分子向右受力产生的加速度,远大于氮分子向左受力产生的加速度
在宽度为的气道中气道左边的氧分子加速运动到右边所需要时间为‘·俘·耀
氧分子在气道中的行程为,二,,而气道中氨分子由气道右边加速运动到左边所需时间为‘一摆簿
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net淮北煤师院学报年
氮分子在气道中行程为、二由于氧气和氮气的体积磁化率相差两个数量级则分离所需的行程
距离
卜
磁分式富氧机结构原理图结构原理
图
为了便于氧氮分离现将气道设计为圆环形在图中两个锥体面间加人两个圆筒
如图中虚线所示即圆筒间自然形成
环
形通道用隔离膜片将出人口隔开其
截面一如图所示环形气道中氧氮分离过程在图多中空气中氧和氮的混合气体由风机从人口送人环形气道在锥
体磁
铁产生的非均匀磁场作用下氧分子受到较大的径向内引力在流动中加速向内圆筒集
聚
在内圆筒出口处氧浓度达到最大由抽
氧风机将富氧气体送往需氧点
环形气道的氮分子受径向力指向外圆
图月书环形气道截
面图
内圆筒外圆筒送气风机抽氧风机
一环形气道人口富氧出口氮气出口出人口隔离膜
筒又因环形通道中切线方向流速的作用氮分子在流动过程中逐渐向外圆筒集聚在氮气出口处达到最高并排出若经过一次分离氧气浓度不能达到要求即可实施
再
次分离从而实现在常温常压下利用横向非均匀磁场制取富氧含氧量高气体的目的
磁分式富氧机的可行性分析
理论和实验均证实了应用纵向或横向非均匀磁场可以实现顺磁性气体与抗磁性气
体
的
分离氧分子在横向非均匀磁场作用下的受力及产生的加速度与分子磁矩和场强梯度成
正
比根据分析氧分子磁矩大于玻尔磁子现按玻尔磁子计算史特恩
一盖拉赫实验
中场强梯度为特斯初米现按于计算由式
户产下一
让尤则式中氧分子量一一伙千克
趣玻尔磁子声勿二、一安米焦功特斯拉
产一万一
爪比已尤
男幼—二
米砂
在图中设
月任为氧分子自气道左边加速运动至右边需用时间为
,召泛万丁
石名又,秒环形气室中设气体匀流速度为米砂符合南京分析仪器厂产
磁导式氧分析器米秒的使用条件则分离行程
卜一米
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由上述假设条件下的计算结果可见分离加速度口越高则分离的行程距离越短若设场
强梯度即使再降低一个数量级氧分子的分离加速度仍可达一护米砂“环形气道长度仍可满足分离行程距离的要求诚然在分离过程中不可避免地会伴有分子撞出热
运
动及喘流的影响热磁式氧分析器中同样存在这些影响但就气流的动态平衡及统计运动规
律的结果应用图的结构可以从内环出口处提取含氧量高的富氧气体从而也证实了图中结构设想的合理性和可实施性
研究磁分式富氧机的目的在于磁分式富氧机若能将含氧浓度提高左右即可以用作改善空调器卧室高原地区房间的空气质量成为富氧室的目的若将含氧浓度提高一即可作危重病人的吸氧源为满足不同需要可以采用一次至多次分离法达到不同
的含氧浓度的要求从而实现以简单设备在常温常压下直接从空气中制取富氧的目的为千
家万户创造一个富氧浓度可调的起居环境经过磁化后的富氧在医疗保健提高人体素质
以
及燃料燃烧值等方面起着重要作用
参考文献褚圣麟原子物理北京人民教育出版社朱重光横向非均匀磁场对原子的作用淮北煤师院学报自然版张玉秀化工仪表及自动化北京化学工业出版社
南京分析仪器厂磁导式氧分析器安装使用说明书
从‘口右
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而
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