כיצד לבחור מרכז חמצן?

מרכזי חמצן הם מכשירים רפואיים שנועדו לספק חמצן משלים לאנשים עם בעיות נשימה. הם חיוניים לחולים הסובלים ממחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), אסטמה, דלקת ריאות ומחלות אחרות הפוגעות בתפקוד הריאות. הבנת הסוגים השונים של מרכזי חמצן הזמינים יכולה לעזור לחולים ולמטפלים לקבל החלטות מושכלות לגבי צורכי טיפול החמצן שלהם. מאמר זה בוחן את הסוגים השונים של מרכזי חמצן, את תכונותיהם ואת יישומיהם.

מחולל חמצן מימן

הפקת חמצן באמצעות תגובה כימית של מים שעברו אלקטרוליזה דורשת הוספה מתמדת של מים. לסוג זה של מרכז חמצן יש חיי שירות קצרים, לא ניתן להטות או להזיז אותו כרצונו, צורך הרבה חשמל, ובדרך כלל יש להשתמש בו בהדרכת אנשי מקצוע.

העיקרון של מחולל חמצן מימן הוא שימוש בטכנולוגיית מים אלקטרוליטית כדי לפרק מים למימן וחמצן באמצעות תגובות אלקטרוכימיות במיכל האלקטרוליטי. התהליך הספציפי הוא כדלקמן:

• תגובת אלקטרוליזה: כאשר זרם ישר עובר דרך מים, מולקולות מים עוברות תגובת אלקטרוליזה ליצירת מימן וחמצן. באלקטרוליזר, המים מתפרקים למימן וחמצן. המימן נע לכיוון הקתודה ליצירת מימן; החמצן נע לכיוון האנודה ליצירת חמצן.
• תגובת אלקטרודה: בקתודה, יוני מימן צוברים אלקטרונים והופכים לגז מימן (H₂); באנודה, יוני הידרוקסיד מאבדים אלקטרונים והופכים לחמצן (O₂).
• איסוף גז: מימן משוחרר דרך מתקן הניקוז, בעוד חמצן מועבר למקום בו הוא נדרש דרך מתקן אספקת הגז. חמצן נכנס למיכל אחסון החמצן דרך הצינור לשימוש המשתמשים.

מחולל חמצן מימן נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים:

• תחום רפואי: משמש לאספקת חמצן נוספת, במיוחד לחולים עם מחלות נשימה.
• תחום תעשייתי‌: משמש בתהליכי ייצור הדורשים חמצן כחומר גלם‌.
• שדה ביתי‌: מתאים לקשישים הזקוקים לטיפול בחמצן או לחולים במחלות נשימה‌.

יתרונות וחסרונות של מחולל חמצן מימן:

יִתרוֹן:

• יעילות: מסוגל לספק חמצן באופן רציף ויציב.
• בטיחות: פשוט יחסית לתפעול וקל לתחזוקה.

חִסָרוֹן:

• צריכת אנרגיה גבוהה: מחולל חמצן המבוסס על מים שעברו אלקטרוליזה צורך הרבה חשמל.
• עלויות גבוהות יותר: עלויות רכישת ותחזוקת ציוד גבוהות.

על ידי הבנת עקרון הפעולה של מחולל חמצן אלקטרוליזה במים, תחומי היישום שלו, יתרונותיו וחסרונותיו, תוכלו לבחור ולהשתמש טוב יותר בציוד זה.

מחולל חמצן עשיר בממברנה

קרום פולימרי עשיר בחמצן משמש לאיסוף חמצן על ידי מתן אפשרות למולקולות חמצן לעבור דרכו באופן מועדף, אך ריכוז החמצן בדרך כלל אינו גבוה, ולכן הוא מתאים לטיפול יומיומי בחמצן ולטיפול רפואי. העיקרון של מחולל חמצן של קרום עשיר בחמצן הוא שימוש בחומר קרום מיוחד (קרום עשיר בחמצן) כדי להפריד את החמצן באוויר כדי להשיג את מטרת ייצור החמצן. קרום עשיר בחמצן הוא חומר קרום מיוחד עם ריכוז גבוה של מולקולות חמצן בפנים, שיכול לאפשר באופן סלקטיבי לחמצן לעבור ולמנוע מעבר של גזים אחרים.

תהליך העבודה של מחולל חמצן מועשר בחמצן הוא כדלקמן:

• דחיסת אוויר: אוויר נדחס לגז בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה באמצעות מדחס.
• קירור והתנזלות: האוויר בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה מקורר דרך המעבה והופך לנוזל.
• הפרדה באידוי: אוויר נוזלי מתאדה דרך המאייד והופך לגזי.
• הפרדת ממברנה עשירה בחמצן: במהלך תהליך האידוי, מולקולות חמצן מופרדות מהאוויר המקורי באמצעות חלחול סלקטיבי של הממברנה העשירה בחמצן, ובכך מייצרות חמצן בריכוז גבוה.
• כוונון ריכוז: שלוט בריכוז החמצן באמצעות שסתום ויסות כדי להגיע לתקן הנדרש

היתרונות של מחוללי חמצן מועשרים בחמצן כוללים:

• יעיל‌: מסוגל להפריד חמצן ביעילות.
• נייד: גודל קטן, קל משקל, פשוט לתפעול, ניתן לשימוש בכל זמן ובכל מקום.
• בטיחות: תהליך ייצור החמצן אינו דורש ריאגנטים כימיים ואינו מייצר חומרים מזיקים.
• ידידותי לסביבה: התהליך כולו אינו מייצר מזהמים והוא ידידותי לסביבה

מחוללי חמצן מועשרים בחמצן מתאימים למקומות שונים הדורשים חמצן, כגון רמות, הרים, איים ומקומות אחרים חסרי חמצן, כמו גם בתי חולים, בתי אבות, בתים ומקומות אחרים. בנוסף, ניתן להשתמש בהם גם בתגובות חמצון תעשייתיות, בעירה ותהליכים אחרים, כמו גם באספקת חמצן בתחומים צבאיים, תעופה וחלל ואחרים.

מחולל חמצן לתגובה כימית

ייצור חמצן באמצעות יחס מסוים של כימיקלים הוא יקר ומסוכן, ואינו מתאים לשימוש ביתי.

העיקרון של מחולל חמצן לתגובה כימית הוא לייצר חמצן באמצעות תגובה כימית. מבנה המוצר שלו כולל בעיקר כורים, מערכות קירור, בולמים, מערכות סינון ומערכות בקרה. שלבי העבודה הספציפיים הם כדלקמן:

• תגובה כימית: הוסיפו כימיקלים נחוצים, כגון מי חמצן, מלח וחומצה וכו', והוסיפו זרזים לכור כדי לקדם את התגובה הכימית המהירה.
• יצירת חמצן: התגובה מייצרת חמצן, הזורם מהכור ונכנס למערכת הקירור כדי לקרר את החמצן.
• סילוק גזים מזיקים: החמצן המקורר נכנס לסופג וסופג גזים מזיקים שעשויים להימצא באוויר.
• מערכת סינון: חמצן עובר דרך מערכת הסינון כדי להסיר עוד יותר חומרים מזיקים.
• כוונון זרימה: לבסוף, מערכת הבקרה מתאימה את זרימת החמצן כדי לענות על צרכי שימוש שונים.

יתרונות של מחולל חמצן לתגובה כימית:

• יעיל ומהיר‌: ניתן לייצר כמות גדולה של חמצן בזמן קצר‌.
• הגנת הסביבה וחיסכון באנרגיה: נעשה שימוש בחומרים כימיים בלבד, אין צורך בצריכת אנרגיה רבה.
• הפעלה פשוטה: הציוד אוטומטי מאוד וקל לתחזוקה. תרחישי שימוש

מחוללי חמצן לתגובה כימית נמצאים בשימוש נרחב בתחומים הבאים:

• ייצור תעשייתי‌: משמש לייצור חמצן כדי לענות על צרכים תעשייתיים‌.
• טיפול סביבתי: משמש לטיהור האוויר ולסילוק גזים מזיקים.
• טיפול רפואי: משמש לאספקת חמצן ולשיפור רמת הטיפול הרפואי.
• מחקר מעבדתי: משמש לניסויים מדעיים כדי לענות על צרכי מחקר מדעי.

מחולל חמצן מסננת מולקולרית

השימוש בטכנולוגיית ספיחה ודסורפציה של מסננות מולקולריות כדי להפיק חמצן ישירות מהאוויר, הוא בטוח, ידידותי לסביבה ובעל עלות נמוכה. זוהי שיטת ייצור חמצן נפוצה כיום.

עקרון הפעולה של מחולל החמצן במסננת מולקולרית הוא בעיקר להשיג הפרדה והכנה של חמצן באמצעות אפקט הספיחה של המסננת המולקולרית. ניתן לחלק את תהליך העבודה שלו לשלבים הבאים:

• מערכת דחיסה: דחיסת אוויר ללחץ מסוים כך שניתן יהיה להפריד בין חנקן לחמצן באוויר.
• מערכת קירור: יש לקרר את האוויר הדחוס לטמפרטורה המתאימה לספיחה במסננת מולקולרית.
• מערכת טיהור: מסירה לחות, אבק וזיהומים אחרים מהאוויר כדי למנוע פגיעה באפקט הספיחה של המסננת המולקולרית.
• מערכת ספיחה במסננת מולקולרית: כאשר האוויר הדחוס עובר דרך המסננת המולקולרית, המסננת המולקולרית סופחת באופן סלקטיבי חנקן מהאוויר ומאפשרת לחמצן לעבור דרכו, ובכך משיגה הפרדה והכנת חמצן.

מחוללי חמצן מסננת מולקולרית נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים:

• ייצור תעשייתי: משמש להכנת חמצן בעל טוהר גבוה לשיפור יעילות הייצור.
• סיוע רפואי: לטיפול ושיקום של חולים.
• ניסוי מדעי: משמש למחקר וניסויים מדעיים.
• ניטור סביבתי: משמש לניטור והגנה על הסביבה.