制氮机是一种通过物理方法从空气中分离氮气的设备，其原理基于空气中氮气（约78%）和氧气（约21%）等成分的物理特性差异。目前主流技术包括深冷分离法、膜分离法和变压吸附法（PSA），其中PSA法因、灵活被广泛应用。
以PSA制氮机为例，其工作流程分为四步：1. **压缩空气预处理**：空气经压缩机增压后，通过过滤器去除油、水、粉尘等杂质；2. **吸附分离**：压缩空气进入填满碳分子筛（CMS）的吸附塔，在高压下CMS优先吸附氧气、二氧化碳和水蒸气，氮气因吸附率低直接通过成为产品气；3. **解压再生**：当吸附塔饱和后，系统切换至另一塔工作，原塔泄压至常压，释放被吸附气体实现分子筛再生；4. **双塔循环**：两塔交替吸附和解吸，实现连续产氮。
关键控制参数包括吸附压力（通常0.6-1.0MPa）、切换周期（30-120秒）和气流速度。氮气纯度可通过调节吸附时间、压力及气流比例控制，PSA法可产出95%-99.9995%纯度的氮气。膜分离法则利用中空纤维膜对气体渗透率的差异分离氮氧，适合低纯度需求场景；深冷法则通过低温液化分馏实现超高纯度（99.9999%以上），但能耗较高。
现代制氮机已集成PLC自动控制、纯度在线监测和节能模块，广泛应用于电子半导体、食品保鲜、化工合成、生产等领域，相比液氮罐供气可降低成本。设备选型需综合考量流量需求（5Nm³/h至5000Nm³/h）、纯度要求及运行成本。
