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1、碳分子篩碳分子篩簡介及其應用簡介及其應用姓名：樊曉璞專業(yè)：材料工程學號：目目 錄錄簡簡 介介1原原 理理2應應 用用3一、簡 介 碳分子篩 (CMS) 是20世紀七十年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑，是一種優(yōu)良的非極性碳素吸附劑材料，屬于多孔碳的范疇。 碳分子篩的主要成分為元素碳，外觀為黑色柱狀固體。一、簡 介圖1 PSA制氮用碳分子篩一、簡 介 CMS的孔徑主要由 1 nm 以下的微孔和少量大孔組成，孔徑分布均勻，具有很高的化學穩(wěn)定性和氣體選擇性。 因為CMS的這些性質(zhì)，利用其作為吸附劑采用高壓吸附技術進行氣體分離是CMS的主要應用領域。二、原 理 在分子篩吸附雜質(zhì)氣體時，大孔和中孔只起到通道的

2、作用，將被吸附的分子運送到微孔和亞微孔中，微孔和亞微孔才是真正起吸附作用的容積。碳分子篩內(nèi)部包含有大量的微孔，這些微孔允許動力學尺寸小的分子快速擴散到孔內(nèi)，同時限制大直徑分子的進入。由于不同尺寸的氣體分子相對擴散速率存在差異，氣體混合物的組分可以被有效的分離。三、應 用制氮碳分子篩 制氮碳分子篩因含有大量直徑為 4 埃的微孔，該微孔對氧分子的瞬間親和力較強（氧氣的擴散速率遠高于氮氣），可用來分離空氣中的氧氣和氮氣，工業(yè)上利用變壓吸附裝置（PSA）制取氮氣。三、應 用制氮碳分子篩圖2 PSA制氮設備三、應 用制氮碳分子篩 PSA空分制氮是當壓縮空氣進入CMS吸附塔時，隨著反應壓力的不斷增加，O2

3、和N2由于擴散速率的不同，所以吸附開始后較短時間內(nèi)， O2的吸附速率大大超過N2的吸附速率。因此，利用CMS對O2和N2在一定時間內(nèi)吸附量不同這一特性，由程序控制器控制加壓吸附、減壓解析的循環(huán)過程，完成O2、N2的分離。三、應 用制氮碳分子篩 我國碳分子篩的研發(fā)是在上個世紀八十年代開始的，至今已有30余年的歷史。九十年代初，大連理工大學系統(tǒng)研究了空分CMS的制備理論與技術，并以弱粘結性的高揮發(fā)分煙煤為原料制備了空分用CMS，其技術最終在浙江實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，據(jù)報道其生產(chǎn)的產(chǎn)品在國內(nèi)居于領先地位，并達到或接近國際先進水平。三、應 用其他 隨著全球環(huán)境保護的壓力不斷增加、空分設備的應用領域擴展、頁巖氣開采等項目的啟動，對

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