111年:呼治儀器

分子篩原理設計的氧氣濃縮機,空壓機及氧氣出口處壓力範圍分別為多少psig?

A15~25;10~15
B15~25;5~10
C10~15;15~25
D5~10;15~25

詳細解析

本題觀念:

本題考分子篩式(molecular sieve)氧氣濃縮機的內部壓力設計,包含空氣壓縮機加壓值與氧氣出口壓力值兩個階段。分子篩式氧氣濃縮機是利用壓力變化吸附(pressure swing adsorption, PSA)原理:先由空壓機將空氣加壓後送入沸石(zeolite)分子篩床,利用其對氮氣的選擇性吸附,產生濃縮氧氣,最後再經調壓後由出口輸出。

選項分析

選項判斷理由
A 15~25;10~15❌錯誤氧氣出口壓力數值偏高,與典型設計不符
B 15~25;5~10(答案)✅正確空壓機加壓值15~25 psig、氧氣出口壓力5~10 psig,符合教科書引用數值
C 10~15;15~25❌錯誤兩段數值順序與大小關係相反,不合理(出口壓力不應高於加壓值)
D 5~10;15~25❌錯誤同樣為數值順序相反,違反壓力遞減的製程邏輯

答案解析

分子篩式氧氣濃縮機的運作過程,是先由空壓機將環境空氣加壓(此階段壓力範圍約為15~25 psig),使空氣得以被推送通過裝有沸石分子篩的吸附床;分子篩會選擇性吸附空氣中的氮氣分子,留下濃縮的氧氣。這股濃縮氧氣在通過分子篩床、完成氮氣移除後,會經由調壓裝置降壓後才由出口輸出供病人使用,

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