107年:呼治儀器(2)

氧氣濃縮機兩個分子篩,行使壓力變換式吸附(pressure swing absorption)法是指:

A當一邊分子篩被清洗和消除吸附的氣體和水份時,另一邊間歇加壓製造氧氣
B兩邊分子篩同步加壓製造氧氣,以增加容量
C壓縮機行使不同壓力於兩個分子篩
D兩邊分子篩同步消除吸附氣體,以加速排放氮氣

詳細解析

本題觀念

氧氣濃縮機的壓力變換式吸附(pressure swing adsorption, PSA)是利用兩個分子篩床交替工作,把空氣中的氮氣優先吸附,再輸出含氧量較高的氣體。這裡的專有名詞重點是 adsorption,意思是分子附著在固體分子篩表面;不是把氣體吸進材料內部的 absorption。沸石分子篩在較高壓力下對氮氣有較強的吸附能力,氧氣較容易通過並成為產品氣。

兩個分子篩床不會同時做完全相同的工作。當其中一床加壓、吸附氮氣並供應富氧氣體時,另一床會降壓,透過逆向氣流清洗並使已吸附的氮氣脫附,完成再生。經過一段時間後,兩床切換角色;如此一床製氧、另一床再生,才能維持近似連續的供氣。題目選項 A 所描述的就是這種交替循環。

選項分析

  • A:正確。 一邊分子篩在清洗、降壓並解除氮氣等吸附成分時,另一邊間歇加壓,讓分子篩選擇性留住氮氣並產生富氧氣體。兩床交替,不是兩床同時處於同一階段。選項中的「消除吸附的氣體和水份」可理解為再生與清洗流程;核心判斷是加壓吸附和降壓再生交替進行。

  • B:錯誤。 兩邊同步加壓會讓兩個分子篩同時進入吸附階段,沒有一床負責再生。氮氣逐漸占滿吸附容量後,製氧純度與連續供氣能力都會受到影響,因此不是兩床 PSA 的正常循環。

  • C:不完整且不正確。 壓力在 PSA 中確實會週期性改變,但「對兩個分子篩施

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