一、 普通型PSA制氧機存在的主要問題：
1、 進入吸附塔內的壓縮空氣中含有乳濁液等有害物質較多，對沸石分子篩 的損害程度較重。
2、 進入吸附塔內壓縮空氣所產生的氣流較大，容易對沸石分子篩造成沖擊 性損傷，進而導致沸石分子篩粉化重。
3、 吸附塔內設置的壓緊裝置彈性壓力較大，可對沸石分子篩產生擠壓性損 傷，當沸石分子篩受潮時損傷的程度更為嚴重。
4、 每個吸附周期至多能將壓縮空氣中28%的氧氣分離出來，與DKO-PSA制 氧機比較幾乎相差一倍。
5、 大部分PSA制氧機不具備為高壓氧艙提供氧氣的條件。供氧系統大都以 0.5MPa的壓力供氧，病房鼻插管供氧的終端裝置會因壓力過高而損傷，最終會 導致氧氣泄漏率大范圍增加。
6、 不具備監控用氧狀態的技術條件，對中心供氧系統發生的氧氣泄露難以 及時控制。當中心供氧系統發生較大的氧氣泄漏，又沒有有效的監控措施時， 就必然會導致設備的運行負荷加重及加大氧氣的使用成本。
7、 普通型PSA制氧機使用周期達到1-2年時，制氧純度或制氧量均逐漸開 始下降。屆時，若保持正常供氧量，制氧濃度大部分都會低于90%或80%；若保 持制氧濃度在90%以上，制氧量即可降低到使用初期的80%左右；且在使用過程 中會頻繁地發生運行故障。

二、 國內普通型PSA制氧機存在問題及解決方法
導致普通型PSA制氧機存在諸多問題主要包括設備結構、配套設施及組合 方式不合理等多方面的因素，解決方法和理想狀態大致如下：
1、 制氧主機結構形式
絕大多數普通型PSA制氧機采用雙塔式結構形式。它由兩個吸附塔交替進 行吸附與解吸附。在一個吸附周期內只有一半時間處在氧氣分離過程中，另一 半則處在非產氧狀態。因此，同功率的雙塔式PSA制氧機在單位時間內需消耗 成倍的壓縮空氣。氣體在吸附塔內產生的氣流強度也會因此增大，較大的氣流 強度會對沸石分子篩產生沖擊性損害。
理想的結構形式：
釆用多塔結構形式設計制造PSA制氧機，它由四個以上吸附塔組成，在一 個吸附周期內，氧氣的分離過程是呈連續性和持續性的，沒有氧氣分離的停頓 時間。同功率的多塔式PSA制氧機在單位時間內所消耗的壓縮空氣僅為雙塔式 PSA制氧機的二分之一。多塔式PSA制氧機吸附塔內產生的氣流強度不會構成 對沸石分子篩產生沖擊性損害的程度。
2、 主機產氧率
PSA制氧機的吸附程序與氧收率有密切的關系。雙塔式PSA制氧機，在一 個吸附周期內只能建立六個吸附程序，氧收率為25%左右，最佳吸附狀態時也 只能達到28%；而四塔式PSA制氧機在一個吸附周期內可建立十二個吸附程序, 氧收率可達到50%；六塔或八塔結構的PSA制氧機在一個吸附周期內可建立十 六個吸附程序，氧收率可達到56%（吸附塔數量增多并不代表氧收率成比例增 大）。由于雙塔式PSA制氧機的氧收率較低，因此，在單位時間內消耗的壓縮空 氣量也會成倍增加。
理想的設備狀態：
吸附塔越多，氧收率就越高；氧收率越高，能耗就越低。由于多塔結構的 PSA制氧機吸附程序復雜而數量較多，因此，它不但具有成倍的節能功效，還 可減輕供氣設備的運行負荷，延長沸石分子篩和整個機組的使用壽命。
3、吸附塔內的氣流強度
有諸多因素可導致吸附塔內的氣流強度增大，如主機結構形式、氧收率及 供氧方式等，都是導致吸附塔內的氣流強度大幅度增加的直接原因。
據測試：同功率的雙塔式PSA制氧機在吸附過程中，沸石分子篩所承受的 氣流強度是多塔式PSA制氧機的八倍多，若釆用提高供氣壓力的方式提高供氧 壓力時，氣流強度會超過多塔式制氧機十倍以上。過大的氣流強度不但會對沸 石分子篩產生直接的沖擊性損傷，還會導致沸石分子篩在吸附塔內發生串動性 粉化。
理想的氣流控制方式和程序：
采用多通路回旋閥控制進塔氣體的分配過程，可以從根本上消解氣流強度 對沸石分子篩所造成的危害。以四塔式PSA制氧機為例，它每個吸附塔在吸附 過程中所產生的氣體強度僅僅是同功率雙塔式PSA制氧機的1/8,如此微小的 氣流強度不僅不會對沸石分子篩構成沖擊性損傷，也不會導致沸石分子篩在吸 附塔內發生串動，可有效避免氣流因素對沸石分子篩造成的損害。
4、 壓縮空氣消耗量
普通型雙塔式PSA制氧機每制取1立方米氧氣至少需要20立方米壓縮空氣, 耗氣量是多塔式PSA制氧機的兩倍多；雙塔式PSA制氧機大多是用提高供氣壓 力方式提高供氧壓力，這種方式會使壓縮空氣的消耗量進一步加大。因此需加 大動力設備的功率和增加能耗，同時，沸石分子篩的使用壽命也會因此縮短。
理想的設備類型：
采用多塔式PSA制氧機，它每制1立方米氧氣只需10立方米壓縮空氣，耗 氣量僅為雙塔式PSA制氧機的二分之一。供氧釆取特殊的分級供氧體系，不需 用提高供氣壓力的方式提高供氧壓力，也不會增加供氣設備的運行功率和設備 的運行負荷。
5、 分子篩壓緊裝置
雙塔式PSA制氧機吸附塔內的沸石分子篩由于承受的氣流強度較大，很容 易發生串動，所以必須設置壓緊裝置對其進行固定。
壓緊裝置是一種彈性較大的彈簧結構性組件，它能將吸附塔內的沸石分子 篩牢牢地固定。但是，它在有效固定沸石分子篩的同時，也會對沸石分子篩產 生擠壓性損傷，只是擠壓性損傷的程度要比沸石分子篩在吸附塔內發生串動時 所造成的損失小而已。
理想的解決方式：
采用多塔式PSA制氧機，通過多塔式結構、多通路回旋閥等科學而嚴格的 控制供氣、制氧、供氧流程，可大幅度地減小吸附塔內的氣流強度。所以，吸 附塔內不需設置壓緊裝置。
6、 吸附塔氣體分配控制閥
雙塔式PSA制氧機的氣體分配控制閥均釆用炮銅角座式結構，共需八組， 由PLC編程控制它們的開啟與關閉過程。炮銅角座閥是由氣動壓桿推動著閥芯 與閥座進行密封，這種結構容易被大顆粒雜質損傷密封面。當閥門的密封面受 到損傷時，它的使用壽命也即行結束。標準狀態下，炮銅角座閥的使用次數僅 為200萬次，按照日運行時間16小時計算，至多能用2年。
理想的解決方法：
釆用多通路回旋閥，它由定盤、轉盤、摩擦片及驅動汽缸等部件構成。一 套多通路回旋閥可同時控制十二個氣體通道。氣體通道的密封過程是以轉盤旋 轉方式進行。定、轉盤之間襯有耐摩擦、且密封性能極好的摩擦片，因此，可 避免雜質對閥門的密封面產生損傷。多通路回旋閥的正常使用次數可達到2000 萬次以上。按日運行16小時計算，使用周期接近20年。
7、 進塔氣體控制
普通型PSA制氧機只設置一套冷凍干燥機及空氣過濾器。冷凍干燥機運行 方式沒有具體的控制程序，它的啟動過程是與系統設備同步。但在實際運行過 程中，冷凍干燥機在啟動后至少需要3-8分鐘才能將氣體溫度降至2-3°Co若 與PSA制氧機的系統設備同步啟動運行，必會使部分未經冷卻的氣體進入后道 工序。此時，空氣過濾器的攔截功能會大打折扣。以功率5m3/h的普通型PSA 制氧機為例，冷凍干燥機的每個啟動過程至少能有5-8m3壓縮空氣未經冷卻即 進入空氣過濾器，會有2-3mmg潤滑機未能過濾而進入吸附塔內。據測定，普通 型PSA制氧機每啟動一次，至少會有2g沸石分子篩因這部分未經冷卻的壓縮空 氣而失效。
理想的控制方式及程序：
設雙套冷凍干燥機和空氣過濾器，并通過電腦系統控制其運行過程。當制 氧主機接通電源時，冷凍干燥機率先啟動，當氣體溫度降至2-3°C時，制氧主 機隨即開機運行。
8、 設備組合數量
無論是PSA制氧機國家標準，還是國內專業生產廠，均沒有對PSA制氧機 的組合數量進行限制。釆用單機組合的模式較多。PSA制氧機采用單機組合時 一旦出現故障，整個供氧系統就會顯的極其被動；還會因單機頻繁啟動而影響 PSA制氧機的制氧純度和性能，設備的使用壽命也會受到很大的影響。
理想的配置方式：
采用雙機組（或多機組）聯動組合，在用氧量小或單機能夠滿足供氧需求時, 其它機組即處在備用狀態；在用氧量大或單機運行滿足不了用氧需求時，其它 機組（或多臺機組）可協同運行。這樣不但可保持供氧的連續性和可靠性，還能 減輕設備的運行負荷和減少電能消耗，并延長設備的使用壽命，制氧純度也不 會發生波動性變化。當一臺機組出現故障時，其它機組也可取而代之。
9、 氧機功率設置
大多數普通型PSA制氧機每日運行時間多達16小時以上，有的甚至達到 20小時以上才能滿足醫院的實際用氧量。
實驗證明：PSA制氧機最佳運行總時間是12小時/日以內，運行時間過長 會縮短設備的使用周期和影響沸石分子篩的吸附性能。標準條件（指：壓縮空氣 含油量和進塔氣流不會對沸石分子篩產生損害的供氣狀態）下，總運行時間控制 在12小時/日以內的PSA制氧機，沸石分子篩的使用壽命可達到10年以上；若 總運行時間超過12小時/日時，沸石分子篩的使用壽命可大幅度縮短。一臺同 功率的PSA制氧機，當總運行時間經常達到16小時/日以上時，沸石分子篩的 使用壽命僅能維持4-5年。
理想的制氧功率設置：
以雙機組（或多機組）組合、單臺機組每日總運行時間不超過12小時即可達 到隨時滿足醫院各級用氧設備或單位同時用氧，是理想的組合和功率設置模式。 例如：某綜合性醫院日用氧量為400立方米，應配置兩套功率為18ni3/h,或三 套功率為12m3/h的PSA制氧機組，總制氧功率為36m3/ho
10、 PSA制氧機的運行控制模式
大多數普通型PSA制氧機沒有規定具體的運行模式，只要供氧量不足，PSA 制氧機就會立即啟動運行，有的甚至處在晝夜連續性運行或頻繁的啟動運行狀 態。據有關資料證實，PSA制氧機若經常性或無規律性連續運行時間過長或停 機間歇時間過短，會降低沸石分子篩的吸附性能。如：在標準條件下頻繁性的 一次連續運行4小時以上、運行的間歇停機時間又短于1. 5小時的PSA制氧機, 它的使用壽命至多能達到5年；而一次連續運行時間短于3. 5小時，且停機間 歇時間多于1. 5小時的PSA制氧機，使用壽命至少能年達到10年以上。
理想的運行模式：
至少由兩臺PSA制氧機組成，并通過電腦系統以交替方式控制其運行過程。 其中一臺機組運行時間達到3-3. 5小時即自動停機，另一臺機組則自動開機； 每次停機的間歇時間應1.5小時；當一臺機組本次率先啟動時，下一次應由另 一臺機組率先啟動。如此周而復始。
11、 空氣壓縮機
空氣壓縮機是提供壓縮空氣的主要動力設備，PSA制氧機多采用螺桿式空 氣壓縮機，運行過程中有如下因素會影響其性能：
1）轉子軸承
轉子軸承是螺桿式空氣壓縮機的重要部件，在保養良好的荷載狀態下使用 壽命一般為3萬小時。按每日平均運行16小時計算，使用周期可達到5年，若 發生損壞或屆時未按期更換，會導致空壓機運行負荷加重或轉子抱死。
理想的控制狀態：
1） 選擇原裝進口螺桿空氣壓縮機，它的組件質量較高，組件間的配合比較 合理，運行性能也比較穩定。
2） 及時對整機實施保養，尤其是潤滑機油應始終保持足夠的數量和良好的 質量狀態。
3） 采用多塔式PSA制氧機，以減少壓縮空氣的消耗量。
4） 采用電腦-遠程監控系統對空氣壓縮機的運行過程和實際運行時間進行控 制和跟蹤記錄，保證設備能按期保養和及時更換轉子軸承。
2） 空氣濾清器
環境氣體中有大量粉塵和雜質，當雜質過多或空氣濾清器超期使用時，這 些雜質就會進入供氣系統而影響氣體的凈化效果。普通型PSA制氧機空氣濾清 器的使用周期是依靠人工判定，保養不及時或超期使用的現象極為常見。
理想的解決辦法：
采用電腦.遠程監控系統對空氣濾清器的使用周期進行跟蹤控制，并根據空 氣壓縮機的實際運行時間自動記錄，達到及時更換或及時保養空氣過濾器濾芯 的目的。
3） 潤滑機油
潤滑機油以油膜的形式充填在空氣壓縮機的陰、陽轉子之間，以確保轉子 在無摩擦的狀態下高速運行，這是螺桿空氣壓縮機的特征性結構。潤滑機油是 轉子軸承的重要潤滑劑，一旦缺乏，會迅速導致空壓機轉子或轉子軸承發生損 傷。
理想的控制狀態：
通過電腦.遠程監控系統對設備的運行狀態和機油數量進行監測，并確保及 時添加或更換潤滑機油。
5）軸封
螺桿式空氣壓縮機軸封的正常使用周期為6千小時，超期使用或損壞都會 產生氣缸漏油、漏氣，并破壞轉子軸承。普通型PSA制氧機對軸封的使用是靠 人工進行記錄使用時間，沒有電腦.遠程監控系統跟蹤控制的條件，容易發生軸 封過期使用。
理想的控制狀態：
通過電腦.遠程監控系統對設備的運行過程進行跟蹤監測，以準確控制軸封 的使用周期或更新時程。
12、冷凍干燥機
冷凍干燥機是對壓縮空氣實施凈化的基礎設備，主要用于冷卻壓縮空氣， 為后續凈化打下基礎。若發生故障會直接影響壓縮空氣的凈化質量。如下因素 會影響它的正常運行：
1）散熱器
散熱器故障，可導致冷凍干燥機的壓縮機因運行負荷加重而停機。
理想的應用狀態：
設置動態傳感器，當氣體溫度在規定的時間內未達到設定值或運行過程氣 體中的溫度低于設定值時，空氣壓縮機則不啟動或自動停機。此時，電腦.遠程 監控系統將發出故障警示信號或提示。
2）排污器
冷凍干燥機均釆用電磁閥控制排污，電磁閥在高氣壓下頻繁啟動與關閉， 會因壓力的沖擊而損傷。一旦冷凍干燥機排污電磁閥發生故障，冷卻、凈化系 統的凈化性能即大幅度下降，屆時，大量污濁液就會涌入空氣過濾器而使氣體 凈化質量下降。
理想的方式：
設置專用排污器對冷凍干燥機、分離器、儲氣罐等設施內分離、沉淀的油、 水或沉淀液等進行集中儲存，然后通過緩慢開啟式氣動薄膜閥在電腦系統的控 制下定期排泄。緩慢開啟式氣動薄膜閥可在l.OMPa以內的各種壓力下使用，是 一種免維護式排污設施，設計使用壽命為十二年。
2）機房溫度
房間溫度超過40°C或通風不良時，可影響冷凍干燥機的正常功能。房間溫 度過高會導致氣體露點增高，進而影響氣體的凈化效果，這是普通型PSA制氧 機常見的問題。
理想的控制方式：
設置環境溫度傳感器，通過電腦系統對前置冷干機進行控制。前置冷凍干 燥機具有變頻功能，電腦系統可根據房間溫度變化對冷凍干燥機發出運行指令, 此時，冷凍干燥機可通過變頻功能調節設備的運行功率或運行速率，使壓縮空 氣的溫度能始終穩定在2-3 °C o
13、空氣過濾器
空氣過濾器是用于攔截壓縮空氣中乳濁液的關鍵設施。如下因素可影響其 使用性能：
1）排污功能
空氣過濾器具有攔截乳濁液和自動排污功能，當排污裝置發生故障或排污 受阻時，乳濁液會隨壓縮空氣進入吸附塔而影響沸石分子篩的吸附性能。
2）濾芯質量
空氣過濾器的濾芯與產品型號匹配不當時，會影響對乳濁液的攔截功能。
3） 環境溫度
環境溫度25°C、環境濕度為70%時，濾芯的使用周期一般為9000小時。環 境溫度過高時，可因冷凍干燥功能不足而影響空氣過濾器的過濾性能。
4） 環境污染或雜質含量
環境氣體污染較重或粉塵含量較大時，空氣過濾器濾芯的使用壽命將下降。
5） 氣體濾過量
在標準條件下（指：氣體溫度25°C、濕度70%）,功率為lm3/h的PSA制氧 機，它配置的空氣過濾器可過濾10萬立方壓縮空氣。
普通型PSA制氧機每制lm3氧氣需要20m3壓縮空氣。按此計算，空氣過濾 器的使用周期至多能達到5000小時。當環境條件發生變化時，空氣過濾器濾芯 的使用壽命也會隨著發生改變。普通型PSA制氧機不具備準確記錄載荷使用時 間的條件。因此，很容易發生空氣過濾器濾芯超期使用。如此會導致大量乳濁 液進入吸附塔而使沸石分子篩的吸附性能下降。
理想的控制方法和程序：
選用國際品牌產品，嚴格控制規格型號，設置房間溫度傳感器，并通過電 腦遠程監控系統對空氣過濾器載荷使用時間進行跟蹤記錄，以確?？諝膺^濾器 及時更新。
14、儲氣罐氣體及沉淀液控制
1）壓縮空氣進罐前控制
多數PSA制氧機的空氣壓縮機產出氣體未經凈化處理即進入儲氣罐，大量 的乳濁液會因此污染儲氣罐而影響后續凈化設施的性能。
理想的控制方式:
在儲氣罐之前設置一套冷凍干燥機和標準組套的空氣過濾器，使壓縮空氣 以相對潔凈狀態進入儲氣罐。
2）儲氣罐沉淀液排除
普通型PSA制氧機沒有自動排污程序，也沒有人工排污的嚴格規定，對儲 氣罐實施定期排污的PSA制氧機很少，因此，儲氣罐內大量沉淀液會進入供氣 系統而加重空氣過濾器濾芯的凈化負荷。
理想的控制方式：
儲氣罐是沉淀壓縮空氣中乳濁液的重要設施，它以緩沖氣體的原理對壓縮 空氣中的乳濁液進行沉淀；設置專用排污器集中儲存儲氣罐內的沉淀液，然后 經緩慢開啟式排污閥排到室外或污液井內。
15、供氧方式
醫療用氧設備或設施對供氧壓力有不同的要求。高壓氧艙需要0. 6 MPa, 麻醉機和呼吸機需要0.4 MPa,病房鼻插管供氧的終端裝置則需要0.2 MPa。
普通型PSA制氧機為了滿足設備的用氧壓力要求，多用提高供氣壓力的方 式提高產氧壓力，并將所有設備的用氧壓力設定在同一水平。PSA制氧機產氧 壓力越高，壓縮空氣消耗量就越多。但它的氧收率卻不會因耗氣量增大而增加, 反而，過高的供氣壓力還會導致沸石分子篩的吸附容量大幅度下降（見圖4PSA 制氧機的產氧壓力達到0. 5 MPa時，壓縮空氣消耗量要比產氧壓力為0.3MPa時 高岀60%,而氧收率還會因此降低；另有一部分PSA制氧機是采用氧氣增壓機 增壓的方式供氧，但它沒有專路供氧條件或技術，因此，醫院使用的全部氧氣 均經氧氣增壓機增壓后供給，供氧壓力多在0.5 MPa以上。如此高的供氧壓力, 不但會導致氧氣增壓機運行負荷加大，還會使病房鼻插管供氧的終端裝置因壓 力過載而損傷密封部件，最終使氧氣泄漏率加大。
理想的方式和程序:
設置專路供氧管路和供氧設施，以各自適宜的供氧壓力提供用氧保障。病 房鼻插管供氧的終端裝置供氧由儲氧罐直接提供；高壓氧艙、麻醉機和呼吸機 采用專用供氧體系供氧。
整個供氧系統均通過電腦系統自動化進行控制。
16、 氧氣增壓機
增壓供氧的普通型PSA制氧機均釆用活塞式增壓機?；钊皆鰤簷C每壓縮 5.6ni3氧氣需消耗1度電，正常使用壽命為12000小時，按照每日運行12小時 計算，使用壽命約為2.7年；若按每日運行24小時計算，使用壽命僅能達到 1.3年；在使用過程中，平均每運行3000小時即需更換一次活塞環和閥片。
理想的解決辦法：
釆用專路供氧管路和供氧設施，結合專用壓力調節器進行調節。氧氣增壓 機采用全無油潤滑的密閉往復循環式壓縮機，設計使用壽命為13年。
17、 用氧量監控
用氧設備需要正確的操作與管理，并需對氧氣額外消耗進行監控。根據調 査統計：中心供氧系統釆用普通型PSA制氧機供氧，且管理比較到位的綜合性 醫院，氧氣利用率最多能達到80%,大約有20%的氧氣因各種原因而額外消耗或 浪費，也有很多單位的氧氣利用率只能達到70%。
普通型PSA制氧機對氧氣額外消耗沒有監控條件和基礎。氧氣泄漏狀態很 難被及時控制和排除。
用氧量控制的意義及方式：
預防氧氣額外消耗，不但需要有過硬的設備質量，同時還要對用氧設備的 使用狀態及操作方式實施監控。有效控制氧氣額外消耗或減少氧氣泄漏率，對 降低能耗，延長設備的使用壽命有重要的意義。
通過電腦.遠程監控系統對氧氣使用過程進行監控，并對用氧方式加以管制, 可達到有效避免氧氣額外消耗、降低能耗和減輕設備運行負荷的目的。

說明：
為了解決麻醉機或呼吸機供氧問題，普通型PSA制氧機需要將供氧壓力提 高到0. 5MPa以上。
據統計：300張床位規模的綜合性醫院，每日平均用氧氣量約為100立方 米（相當于20-22瓶氧氣），而普通型PSA制氧機為了解決供氧壓力需0. 4MPa> 總用氧量僅占總用氧量5%的麻醉機和呼吸機用氧，均需將中心供氧系統的氧氣 全部提高到0. 5MPa以上。
危害1：
病房鼻插管供氧的終端插拔閥和氧氣濕器適宜的工作壓力僅為0. 2MPa,若 在0. 5MPa的壓力下使用，會因壓力過載而發生密封墊片損傷，最終導致氧氣大 范圍滲漏或泄漏。據調查統計：一個管理較好的醫療單位，因插拔閥超壓使用 而造成的氧氣泄漏量可高出30%以上。
危害2：
普通型PSA制氧機為了將供氧壓力提高0. 5MPa以上，就必須將供氣壓力提 高到0. 6-0. 7MPao而PSA制氧機或沸石分子篩適宜的供氣壓力僅為0. 45MPa, 當達到0.6 MPa以上時，不但會造成40%以上的壓縮空氣額外消耗，還會因此 加大氣流而損壞沸石分子篩，同時，沸石分子篩還會因供氣壓力增高而降低對 氮氣的吸附性能。
危害3：
根據測試：普通式供氧終端插拔閥的密封墊及附件在0. 2 MPa的壓力下使 用，其使用周期可達到五年以上（上海捷銳的供氧插拔閥可達到十年以上），而 在0. 5 MPa的壓力下使用，其壽命僅為達到一年，屆時必須更換，否則，氧氣 的泄漏率會更大。
備氧氣匯流排-
PSA制氧機的制氧濃度、供氧量及日運行時間超出10小時，可自動切換到 備用供氧匯流排繼續不間斷性供氧，并同時發出聲、光兩種信號進行報警，當 報警信號連續發出30分鐘而用戶仍沒有反映或信號仍沒有停止時，本公司的遠 程監控系統將發出應急提示。動用氧氣匯流排的氧氣所產生的費用由本公司承 擔。

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