人们在适当的条件下通过对煤,椰子壳,酚醛树脂的碳化,得到了碳分子筛的前驱体再用苯蒸气对其进行沉积,得到3-5埃左右的匀一孔径,这匀一孔径可以对气体分子的筛分分离作用。但碳分子筛的生产过程要消耗大量能源和产生大气污染,是一个高能源高污染的产品。所以回收碳分子筛有利于节约能源和降低大气污染。
碳分子筛分离空气的能力,取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度,氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多,碳分子筛空分制氮就是基于这一性能,通过PSA使氮气从空气中分离出来。
30多年来,人们用酚醛树脂和椰子壳为原料,控制碳分子筛微孔直径制造碳分子筛用于分离各种气体,用于制氮机和其它变压吸附气体发生器。制备氮气用碳分子筛(CMS)和甲烷碳分子筛(CH4),其制备方法包括四个步骤:
1)碳质材料的破碎、预处理、成型和干燥;
2)成型产品在惰性气氛中碳化;
3)活化;
4)微孔直径调节。
当碳分子筛的微孔直径分布均匀,且微孔直径介于两种气体之间且与待分离组分的分子直径相近时,混合气体在孔隙中的扩散速率或吸附速率不同,从而实现气体分离。