家用制氧机目前对于大多数的家庭还是一个比较新鲜的事物，很多客户经常会问我一些譬如制氧机是怎么工作的？为什么都是制氧机价格相差这么多？我该选择哪个型号的制氧机？
一开始我还能一个个耐心的解释，可问得多了每天重复同样的话，小健我也很痛苦（好吧，我承认我的耐心还需要修炼）。于是小健就想给大家做一个统一的科普，事先声明小健虽然从事制氧机行业多年，但既称不上专家，更不敢说科学家，我只是用大家都能听懂的最通俗的话跟大家做一个讲解，仅代表健康树本站的观点，如果您是工程泰斗或者踢馆的同行，拜托请绕行》
家用制氧机的工作原理
制氧机从原理上可以分为：电子制氧机；化学药剂制氧机；富氧膜制氧机；分子筛制氧机。前面三种或者工艺复杂，或者由于可产生的氧浓度太低基本上已经被弃用，目前市场上见到最多也最有发展前景的就是分子筛制氧机，所有我们着重讲分子筛制氧机的原理。
话说在上个世纪60年代，有一家公司美国联合碳化物公司（UCC）发现了一种立方晶格的硅铝酸盐化合物，具有均匀的微孔结构，这些微孔直径大小均匀，能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和 饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来。简单说吧，这就像一个筛子能把大豆和土块分隔出来，不过大豆换成了空气，于是这种化合物用在工业上就叫分子筛，这种靠吸附分离空气成分的过程就叫做变压吸附法，就是很多商家宣传的PSA工艺
70年代的时候这种技术首先在工业上使用，但当时的设备体积还是比较大的（大概有几百公斤）
1985 年美国的一个叫Praxair 公司研制的第一台小型制氧机，这标志着PSA 技术小型化的开始，也就是在这个时候，医疗器械行业的先驱发现了这种设备，我估计发现最初发现这种小型制氧设备的哥们当时的心情可谓用发现了宝藏时的欣喜若狂来形容，因为之前的医用氧气只能通过低温蒸馏法（根据空气不同成分沸点不同分离的技术）来操作，费时费力不说，设备相当庞大，并且由于其纯度限制，价格也很昂贵。
90 年代初真正意义上的医用小型制氧机产品开始出现，美国材料实验学会 （ASTM）于1993 年颁布了医用小型制氧机标准规范（F1464-1993），国际标准组织于1996 年发布了医用小型制氧机的安全性标准（ISO8359：1996）。
这其中还有一个小插曲跟大家简要说下：在分子筛制氧机出现以前，医用氧气主要低温 蒸馏法获得，其氧气中含有水分，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很难分馏出去，如果氧气含量低于99.5%，这些有害成分的含量就增加，因此世界的医用氧气标准和中国药典制定时规定医用氧气含量不能低于99.5%。分子筛式制氧机对这些杂质成分会优先吸附，因此其制氧浓度虽然无法达到99.5%（通常能达到96%）但完全可以用于医疗，实际上医院也是氧气中掺入一定比例的空气来使用的，因为纯氧对人体是有危害的。90年代国际卫生标准组织重新规定了医用分子筛制氧机浓度标准就是90%，但国内的医用氧气标准还是执行的以前蒸馏分离法的标准，这也是分子筛制氧机没有再国内医用很普及的很大原因。唉，又是政策制定延迟~
继续讲分子筛，分子筛根据材料其实也分好多种，像沸石分子筛，碳分子筛等，沸石分子筛具有加压时对氮的吸附容量增加，减压时吸附容量减少的特点，因此沸石分子筛是用的最普遍的，加压时吸附氮，减压时氮从分子筛中解吸出来的 方法来实现变压吸附的方法制氧
以下内容只愿意了解常识的人可略过，有钻研精神的人可继续深究：
PSA 变压吸附空分制氧工艺： 常用的 PSA 制氧工艺一般都包括以下几步 ,吸附、放空、冲洗、均压与充压。目前有采 用两床 PSA、三床 PSA、四床 PSA 以及真空变压吸附 (VacuumSwing Adsorption ,简称 VSA) 工艺。根据吸附床层再生条件不同又可以分为常压再生和真空再生 。
下面介绍吸附工艺的特点。 两床 PSA :最早使用两床 PSA 的是 1960 年 Skarstrom[6 ]在他的一篇专利中提到的 ,称 为 Skarstrom循环 ,主要用于干燥空气。两床 PSA 的流程图见图1 ,当第一个吸附器进行吸附 时生产出氧气 ,第二个吸附器放压 ,使吸附器得到再生 ,然后用一部分产品气进行吹扫床层 , 再进行充压至吸附压力 ,这样完成一个循环。 优点是工艺流程简单 ,容易操作。缺点是不能 连续得到产品氧气 ,要获得稳定的氧气产品 气流 ,必须使用缓冲器。
PSA 制氧机的工艺流程比较简单, 空气经 由鼓风机 1 由塔底进入吸附塔 2, 这时空气中 的氮、水份、二氧化碳、碳氢化合物等被塔内 的吸附剂(分子筛)吸附, 氧气则由塔顶的管道输入氧气缓冲罐11 备用, 当塔2 中的吸附质达到 一定的饱合度时, 切换阀4、 6、 8 自动关闭, 切换阀5、 7、 9 自动开启, 吸附塔3 开始工 作, 吸附塔2 则通过真空泵减压将吸附质脱附排出, 吸附剂恢复吸附能力。如此两塔(或多塔) 进行周期切换, 即可连续不断的获得所需氧气。若需提高氧气使用压力或进行储备, 则需在氧 气缓冲罐后加装氧压机12 和储氧罐13。
以上过程均通过程控系统指令自动运作, 稳定而又可靠。
分子筛制氧机的原理就讲这么多，下一章：常见家用制氧机的分类和特点
