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废旧碳分子筛回收的工作原理

废旧碳分子筛回收的工作原理

废旧碳分子筛回收是利用筛分的性质来实现氧、氮分离的。当沸石吸附杂质气体时,大孔和中孔仅作为通道作用,被吸附的分子被输送到微孔和亚微孔中,而微孔和亚微孔才是具有吸附力的体积。
    如前所述,废旧碳分子筛回收的内部含有大量的微孔,使得动态尺寸较小的分子能够迅速扩散到孔中,同时限制了大直径分子的进入。气体混合物的组分可以分离,因为不同尺寸的气体分子的相对扩散率是不同的。所以,在制作碳分子筛时,其内部微孔的分布应按大小在0.28~0.38 nm之间。当氧气进入微孔尺寸范围时,氧气可通过微孔口迅速扩散到微孔中,而氮气则难以通过微孔中,从而实现氧与氮的分离。
    微孔直径是废旧碳分子筛回收分离氧和氮的基础。如果孔径太大,氧和氮分子筛很容易进入微孔,不能分离;如果孔径太小,氧和氮不能进入微孔,也不能分离。由于受条件限制,国内分子筛的孔径尺寸控制效果不佳。市场上销售的碳分子筛微孔孔径分布在0.3~1纳米之间,仅岩谷分子筛达到了0.28~0.36纳米。
    废旧碳分子筛回收的原料为椰壳、煤、树脂等,首先经过加工粉化,然后与基料揉合,基料主要是提高强度,防止破碎粉化的材料;二是激活造孔,在600~1000℃温度下通入活化剂,常用的活化剂有水蒸气、二氧化碳、氧气及其混合物。他们和较活跃的未定型碳原子进行热化学反应,以增大比表面积,逐渐形成孔洞激活造孔的时间从10~60 min不等;第三步是调整孔的结构,利用化学物质的蒸气。

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