113年:呼治儀器

有關分子篩式氧氣濃縮機的敘述,下列何者錯誤?

A主要成分為沸石(zeolite)
B須利用壓縮機,交替行使不同壓力於兩個分子篩中
C以壓力變換吸附法(pressure swing absorption method)清洗吸附的氮氣並保留氧氣和水分
D濃縮機出口壓力約為5~10 psig,故流量計須使用經低壓力校正過的

詳細解析

本題觀念:

分子篩式氧氣濃縮機(PSA oxygen concentrator)的工作原理與特性。本題為反向題(問「錯誤」的選項),考生需判斷哪個敘述有誤。關鍵名詞區分:adsorption(吸附,分子附著在固體表面)vs absorption(吸收,物質滲入另一物質內部)——兩者是完全不同的物理過程。

選項分析

✅ A. 主要吸附物質為沸石(zeolite)

  • 正確。分子篩使用 5A 型沸石(5 angstrom 孔徑),利用孔洞大小差異選擇性吸附氮氣分子。

✅ B. 利用壓縮機輪流加壓兩個篩床

  • 正確。PSA 系統有兩個吸附塔,一個在高壓下吸附氮氣、另一個在低壓下再生(釋出氮氣),兩者交替工作,持續產出氧氣。

❌ C. 利用壓力擺動吸收法,將空氣中的水分保留(錯誤敘述=本題答案)

這個選項有兩個錯誤

  1. 「吸收」用詞錯誤:正確名稱是壓力擺動「吸附」法(Pressure Swing Adsorption, PSA),不是「吸收」(absorption)。

    • Adsorption(吸附):氣體分子附著在固體表面 → 這才是分子篩的原理
    • Absorption(吸收):一種物質滲透進入另一物質的內部 → 這不是分子篩的機制
  2. 「保留水分」錯誤:實際上 PSA 分子篩會**

...(解析預覽)...