有機(jī)世界的"主角"--碳C 碳在地球上雖不算太少,但也不算太多,按重量計(jì)算,占地殼中各元素總重量的千分之四,按原子總數(shù)計(jì)算不超過(guò)千分之一點(diǎn)五,然而,碳的足跡卻遍布全球。
在大自然中,有純凈的碳。比如說(shuō),金剛石便是非常純凈的碳——在純凈的氧氣中,金剛石居然會(huì)燃燒,變成二氧化碳!金剛石是堅(jiān)硬的東西,人們用它來(lái)裁玻璃,或者裝在鉆探機(jī)的鉆頭上,成為向地層深處進(jìn)軍的開(kāi)路。不過(guò),天然的金剛石終究不多,不能滿足工業(yè)上的需要。我國(guó)已試制成功人造金剛石——在高溫高壓下,用石墨制造金剛石。
常用的空氣分離方法是低溫精餾法分離。低溫分離方法通過(guò)壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài),經(jīng)過(guò)低溫精餾根據(jù)不同沸點(diǎn)而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮?dú)饧皻鍤獾榷栊詺怏w的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的冶金、新型煤化工、大型氮肥、氣體供應(yīng)等領(lǐng)域。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質(zhì)稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。分子篩的化學(xué)組成通式為:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金屬離子(人工合成時(shí)通常為Na),n代表金屬離子價(jià)數(shù), x代表SiO2的摩爾數(shù),也稱為硅鋁比,p代表水的摩爾數(shù)。分子篩骨架的基本結(jié)構(gòu)是 SiO4和AlO4四面體,通過(guò)共有的氧原子結(jié)合而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶。這種結(jié)合形式,構(gòu)成了具有分子級(jí)、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結(jié)構(gòu)不同,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結(jié)構(gòu)。A型、X型和Y型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1,圖2。
自然產(chǎn)生的碳由三種同位素組成:12C和13C為穩(wěn)定同位素,而14C則具放射性,其半衰期約為5,730年。碳是少數(shù)幾個(gè)自遠(yuǎn)古就被發(fā)現(xiàn)的元素之一,是構(gòu)成碳基生物的基本元素。
制氮機(jī)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)庵迫≡O(shè)備。制氮機(jī)以進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮?dú)?。通常使用兩吸附塔并?lián),由進(jìn)口PLC控制進(jìn)口氣動(dòng)閥自動(dòng)運(yùn)行,交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮?dú)狻?/p>