自然界中存在一种天然硅铝酸盐，它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石，根据沸石的结构，人工合成的沸石称为分子筛。
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。
在一定压力下，利用空气中氧、氮在碳分子筛表面吸附量的差异，即碳分子筛对氧的扩散吸附远大于氮，通过可编程序控制气动阀组的启闭，达到两塔交替加压吸附、减压解吸的循环过程，完成氮氧分离，得到所需纯度的氮气。
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