碳分子篩是1970年代開發的一種新型吸附劑。 它是一種非極性碳材料。 碳分子篩（CMS）用于分離空氣并在常溫下富集氮。 與傳統的低溫高壓氮生產工藝相比，低壓氮生產工藝具有投資成本少，制氮快，氮成本低的優點。 因此，目前在工程界是變壓吸附（縮寫）空氣分離富氮吸附劑。 該氮用于化學工業，石油和天然氣工業，電子工業，食品工業，煤炭工業，制藥工業，電纜工業，金屬熱處理，廣泛用于運輸和存儲。

工作原則

 碳分子篩利用篩分的特性來達到分離氧和氮的目的。 當分子篩吸附雜質氣體時，大孔和中孔僅充當通道，被吸附的分子被運輸到微孔和亞微孔中，而微孔和亞微孔是實際發揮吸附作用的體積。碳分子篩包含大量的微孔。 這些微孔可以使動力學尺寸較小的分子迅速擴散到孔中，同時限制大直徑分子的進入。 由于不同大小的氣體分子的相對擴散速率不同，因此可以有效地分離氣體混合物的成分。 因此，在制造碳分子篩時，根據分子尺寸的大小，碳分子篩內的微孔分布應為?。 在該微孔尺寸范圍內，氧氣可以通過微孔孔迅速擴散到孔中，但是氮氣難以通過微孔孔，從而實現氧和氮的分離。 微孔的孔徑是通過碳分子篩分離氧和氮的基礎。 如果孔徑太大，氧氣和氮氣分子篩很容易進入微孔，不能起到分離的作用； 當孔徑太小時，氧和氮都不能進入微孔，沒有分離作用。

制氮機

我國碳分子篩的研究與開發始于1980年代。 當時，市場主要供應德國BF和日本武田生產的碳分子篩。 價格約為20萬元/噸，但其氮產量約為100NM3 /，并在1990年代升為185NM3 /。 當時，家用碳分子篩的制氮量僅為140NM3 /。 盡管該指數落后了近30％，但它也重寫了中國只能依靠進口碳分子篩的歷史，并實現了從無到有的飛躍！ 由于國產碳分子篩價格低廉，進口碳分子篩的價格大大降低，節省了國家外匯，國產變壓吸附制氮裝置的蓬勃發展。

變壓吸附制氮機

由于條件的限制，家用分子篩不能很好地受到孔徑的控制。 國內市場主要使用中低檔碳分子篩。 市場上碳分子篩的碳孔徑分布為?1nm，只有Yangu分子篩達到了?6nm。 碳分子篩的原料是椰子殼，煤，樹脂等，它們經過一步加工和粉化，然后與基礎材料捏合。 基材主要是為了提高強度并防止壓碎和粉化。 二步是激活毛孔。 活化劑的引入溫度為600?1000℃化學試劑是水蒸氣，二氧化碳，氧氣及其混合物。 它們與相對活躍的無定形碳原子進行熱化學反應，以逐漸擴大比表面積以形成孔。 活化孔形成時間從10到60分鐘不等； 使用化學物質的蒸氣可以通過三個步驟來調整孔結構：例如碳分子篩中的苯。沉積微孔壁可以調整孔的大小，從而滿足要求。