工业高纯制氮机主要通过物理分离技术从空气中提取高纯度氮气，其工艺包括压缩空气预处理、吸附分离和氮气提纯三个主要阶段，具体工作原理如下：
1. **空气压缩与预处理**
空气经压缩机加压至0.7-1.0 MPa后，首先通过多级过滤器去除粉尘、油雾及水分，再经冷冻干燥机进一步降低，确保进入分离系统的空气洁净干燥，避免杂质损坏后续设备。
2. **变压吸附（PSA）分离**
装置为填充碳分子筛的吸附塔。碳分子筛对氧气、二氧化碳等小分子气体吸附能力远强于氮气。当压缩空气进入吸附塔时，氧气、水汽等被优先吸附，氮气因分子较大且吸附性弱，以较高纯度（95%-99.5%）从出口排出。系统通常配置双塔结构，通过PLC自动控制交替进行吸附（20-60秒）与解吸（排气），实现连续产氮。
3. **氮气提纯与稳定输出**
初级分离的氮气可能残留微量氧气，需通过催化脱氧装置（如加氢催化燃烧）或二次吸附精制，将氧含量降至ppm级（99.999%纯度）。终氮气经缓冲罐稳压，通过流量计和调压阀按需求输送至用气点。
该技术能耗低（0.1-0.3 kWh/m³）、启动快（<30分钟），适用于电子半导体、、食品保鲜等领域。部分机型结合膜分离技术，通过中空纤维膜对气体渗透速率的差异进一步提升纯度。
