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！金剛石是堅硬的東西，人們用它來(lái)裁玻璃，或者裝在鉆探機的鉆頭上，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(mǎn)足工業(yè)上的需要。我國已試制成功人造金剛石——在高溫高壓下，用石墨制造金剛石。

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(chēng)為沸石，人工合成的沸石也稱(chēng)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， x代表SiO2的摩爾數，也稱(chēng)為硅鋁比，p代表水的摩爾數。分子篩骨架的基本結構是 SiO4和AlO4四面體，通過(guò)共有的氧原子結合而形成三維網(wǎng)狀結構的結晶。這種結合形式，構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結構不同，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”的結構。A型、X型和Y型分子篩的晶體結構見(jiàn)圖1，圖2。

深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過(guò)壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下，前者的沸點(diǎn)為-183℃，后者的為-196℃)，通過(guò)液空的精餾，使它們分離來(lái)獲得氮氣。深冷空分制氮設備復雜、占地面積大，基建費用較高，設備一次性投資較多，運行成本較高，產(chǎn)氣慢：12～24h，安裝要求高、周期較長(cháng)。綜合設備、安裝及基建諸因素，3500Nm3/h以下的設備，相同規格的PSA裝置的投資規模要比深冷空分裝置低20%～50%。深冷空分制氮裝置宜于大規模工業(yè)制氮，而中、小規模制氮就顯得不經(jīng)濟。