制氧分子篩的基本知識(shí)及應(yīng)用范圍

    分子篩別名為沸石分子篩、分子篩干燥劑、活性分子篩，英文名為molecular sieve，其特性硬度為3～5，密度為2～2.8，不溶于水，內(nèi)部多孔；外觀為粉末狀晶體，外表有金屬光澤，天然沸石有顏色，合成沸石為白色，熱穩(wěn)定性和耐酸性的增加隨著二氧化硅/氧化鋁組分比的增加。

    分子篩的用途：主要用于吸附劑、干燥劑、催化劑、催化劑載體和篩分。

    分子篩分類：根據(jù)內(nèi)部孔徑的大小可以分為：3A分子篩，4A分子篩，5A分子篩，13X分子篩。

    分子篩應(yīng)用范圍：主要用于汽車、凈水處理、建筑玻璃、化工行業(yè)、醫(yī)藥、化肥廠家、油漆涂料、醫(yī)用制氧、包裝、天然氣、化工氣體、氣體分離等作用。

    分子篩結(jié)構(gòu)

    分子篩是一種立方晶體硅鋁化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔直徑均勻，這些孔洞可以比小分子吸附到內(nèi)部空腔，且具有吸附能力的極性分子和不飽和分子，這可以使不同程度的飽和程度，可以將不同分子大小的分子和不同的沸點(diǎn)的分子分離，即"篩分"分子，稱為分子篩。由于分子篩具有較高的吸附容量，熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，分子篩得到廣泛應(yīng)用。

    分子篩工作原理

    吸附原理：分子篩對(duì)物質(zhì)氣體等的吸附力源自物理吸附、晶體內(nèi)部空腔具有很強(qiáng)的極性和庫(kù)侖場(chǎng)，對(duì)極性分子（如水）和不飽和分子的物理吸附作用表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。

    篩分原理：分子篩內(nèi)部具有統(tǒng)一的孔徑，小于分子篩內(nèi)部孔徑的物質(zhì)可以直接進(jìn)入分子篩內(nèi)部，大于孔徑的將篩分掉。

    通過(guò)吸附的優(yōu)先順序和尺寸大小來(lái)區(qū)分不同物質(zhì)的分子，所以有"分子篩"的美稱。

    分子篩類型

    分子篩分為天然沸石和合成沸石這兩種。

    1.大多數(shù)天然沸石在海洋或湖泊環(huán)境的火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖形成。目前已經(jīng)有1000種類型的沸石礦物被發(fā)現(xiàn)，較為重要的有35種天然沸石，常見(jiàn)的天然沸石主要分布在美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家，中國(guó)也發(fā)現(xiàn)了大量的沸石礦床，日本是在天然沸石開(kāi)發(fā)最大的國(guó)家。

    2.由于天然沸石的限制，在20世紀(jì)50年代我國(guó)就大量使用合成沸石，也常稱為沸石分子篩。

    3.商品分子篩常用的前綴號(hào)碼將不同分子篩應(yīng)劃分為晶體結(jié)構(gòu)，如3A，4A，5A型分子篩。4A表示是A類分子，其孔徑是4，含Na+的A型分子篩記作Na-A，如果Na+ K+置換，孔徑約為3A，可以稱為3A分子篩；如Na-A中的1/3的Na+內(nèi)Ca2+置換，其中孔徑約等于5A，即5A型分子篩。

    3A分子篩

    化學(xué)式：2/3K2O·1/3Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

    英文名稱：3A Molecular Sieve

    硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔徑：約3“?”

    應(yīng)用：主要用于建筑玻璃行業(yè)，氣體提煉凈化及石化工業(yè)。

    4A分子篩

    化學(xué)式：Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

    硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔徑：約4“?”

    應(yīng)用：主要用于天然氣以及各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料及易變物質(zhì)的干燥，氬氣純化，甲烷、乙烷、丙烷的分離。

    5A分子篩

    化學(xué)式：3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2 SiO2·9/2H2O

    硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔徑：約5“?”

    應(yīng)用：主要用于正異構(gòu)烷烴的分離，氧氮分離，化工、石油天然氣、氨分解氣體和其他工業(yè)氣體及液體的干燥和精制。

    13X分子篩

    化學(xué)式：Na2O·Al2O3·（2.8±0.2）SiO2·（6-7）H2O

    硅鋁比：SiO2/AL2O3≈2.6-3.0

    有效孔徑：約10“?”

    應(yīng)用：主要用于氣體的干燥與凈化，空分裝置原料氣的凈化（同時(shí)去除H2O和CO2），液態(tài)碳?xì)浠衔锖吞烊粴獾拿摿颍ㄈコ蚧瘹浜土虼迹呋瘎┹d體。