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碳分子筛的主要成分为元素碳，外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔，该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强，可用来分离空气中的氧气和氮气，工业上利用变压吸附装置（PSA）制取氮气。碳分子筛制氮量大、氮气回收率高，使用寿命长，适用于各种型号的变压吸附制氮机，是变压吸附制氮机的产品。 碳分子筛空分制氮已广泛地应用于石油化工、金属热处理、电子制造、食品保鲜等行业。
碳分子筛（英文名carbon molecular sieves）是新型的非极性吸附剂，具有在常温变压下吸附空气中氧分子的性能，因而可获得富氮气体。它分离空气的能力取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度、或不同的吸附力、或两种效应同时起作用，碳分子筛PSA空分制氮就是基于这一性能。
虽然分子筛主要是由氧化硅、氧化铝所组成，但是随着其中所含氧化硅与氧化铝比例的变化，和添加其它助剂的作用，它们可以构架组建成数目众多的、具有不同结 构和性能特性的分子筛。不同类型的分子筛，它们的孔道形状和大小可以有很大差别。同一类型分子筛的孔径和结构，也可以有不同。
分子筛是个多孔性的物质，其中密布着大大小小的空穴，假如把这些孔都展开，它的表面积非常之大。1克分子筛只有一片较大的药片这么大体积， 可是它里面的孔表面积竟能达到300～1000平方米，比一般的一户家居面积还要大得多。分子筛里的空穴也叫笼子，笼子有大有小，不同大小的物质分子可进 入不同的空穴而筛分开来。
按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。对于小的极性分子和不饱和度越高、其选择吸附性越强。 具有强烈的吸水性，哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍有相当高的吸水容量。
碳分子筛技术更适合潮湿天气和炎热天气；这是因为碳分子筛技术具有自净化功能，可以去除空气中的水汽，不受温度变化的影响。然而，膜分离技术不能自我净化。一旦空气潮湿，即使发生故障，也会直接影响设备的产气效率。
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