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碳分子篩可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也都隨著壓力的升高而升高，如圖1所示，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進一步考慮吸附的速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區(qū)分開來。氧的分子
圖1氧氮吸附等壓平衡線
直徑比氮小，因而擴散速度比氮快數(shù)百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約lmin就達到90％以上；而此時氮的吸附量僅有5％左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。這樣，如果將吸附時間控制在lmin以內的話，就可以將氧和氮初步分離開來，見圖2所示。
圖2氧氮動力學吸附曲線
Q-平衡吸附量；g-瞬時吸附量
也就是說，吸附和解吸是靠壓力差來實現(xiàn)的，壓力升高時吸附，壓力下降時解吸。而區(qū)分氧和氮是靠兩者被吸附的速度差，通過控制吸附時間來實現(xiàn)的，將時間控制得很短，氧已充分吸附，而氮還未來得及吸附，就停止了吸附過程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化，也要將時間控制在lmin以內。
