廢舊碳分子篩回收的工作原理

廢舊碳分子篩回收是利用篩分的性質(zhì)來實現(xiàn)氧、氮分離的。當(dāng)沸石吸附雜質(zhì)氣體時，大孔和中孔僅作為通道作用，被吸附的分子被輸送到微孔和亞微孔中，而微孔和亞微孔才是具有吸附力的體積。
    如前所述，廢舊碳分子篩回收的內(nèi)部含有大量的微孔，使得動態(tài)尺寸較小的分子能夠迅速擴(kuò)散到孔中，同時限制了大直徑分子的進(jìn)入。氣體混合物的組分可以分離，因為不同尺寸的氣體分子的相對擴(kuò)散率是不同的。所以，在制作碳分子篩時，其內(nèi)部微孔的分布應(yīng)按大小在0.28~0.38 nm之間。當(dāng)氧氣進(jìn)入微孔尺寸范圍時，氧氣可通過微孔口迅速擴(kuò)散到微孔中，而氮氣則難以通過微孔中，從而實現(xiàn)氧與氮的分離。
    微孔直徑是廢舊碳分子篩回收分離氧和氮的基礎(chǔ)。如果孔徑太大，氧和氮分子篩很容易進(jìn)入微孔，不能分離；如果孔徑太小，氧和氮不能進(jìn)入微孔，也不能分離。由于受條件限制，國內(nèi)分子篩的孔徑尺寸控制效果不佳。市場上銷售的碳分子篩微孔孔徑分布在0.3~1納米之間，僅巖谷分子篩達(dá)到了0.28~0.36納米。
    廢舊碳分子篩回收的原料為椰殼、煤、樹脂等，首先經(jīng)過加工粉化，然后與基料揉合，基料主要是提高強度，防止破碎粉化的材料；二是激活造孔，在600~1000℃溫度下通入活化劑，常用的活化劑有水蒸氣、二氧化碳、氧氣及其混合物。他們和較活躍的未定型碳原子進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，以增大比表面積，逐漸形成孔洞激活造孔的時間從10~60 min不等；第三步是調(diào)整孔的結(jié)構(gòu)，利用化學(xué)物質(zhì)的蒸氣。