制氮机是以物理分离技术为，利用空气为原料来制取氮气的设备。其原理在于将空气中的氮气（约占78%）与其他成分（主要是氧气，约占21%）分离开来。在工业应用中，变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）技术是目前为主流和广泛应用的制氮方法。
PSA制氮机的工作原理：
1. 原料空气： 首先，环境空气经过压缩机压缩并经过净化系统（如冷冻干燥机、精密过滤器）去除水汽、油雾和尘埃，得到洁净的压缩空气。
2. 吸附分离（）： 洁净的压缩空气进入装有特殊吸附剂（通常是碳分子筛）的吸附塔。碳分子筛具有的微孔结构，其对不同气体分子的吸附能力存在差异。在加压状态下，它对氧气、水汽和二氧化碳的吸附能力远强于对氮气的吸附能力。因此，当压缩空气流经吸附塔时，氧气、水汽和二氧化碳等被优先吸附滞留在吸附剂微孔中，而氮气则相对顺畅地通过吸附塔，成为产品气输出。
3. 解吸： 随着时间的推移，吸附剂逐渐饱和，吸附能力下降。此时，系统自动切换到另一塔进行吸附产氮，而饱和塔则停止进气，并迅速降低压力（降至常压或接近常压）。压力降低使得被吸附的氧气、水汽和二氧化碳分子获得能量，从吸附剂微孔中脱附（解吸）出来，通过排气阀排入大气。这个过程称为“再生”。
4. 循环操作： 两个（或多个）吸附塔通过精密的控制系统（如PLC）协调工作，循环交替进行吸附→产氮和→解吸→再生的过程。一个塔在吸附产氮时，另一个塔在再生，如此周而复始，就能实现氮气的连续、稳定输出。
其他技术与PSA的主导地位：
* 膜分离技术： 另一种物理分离方法，利用中空纤维膜对不同气体渗透速率的差异（氧气、水汽渗透快，氮气渗透慢）来分离氮气。其设备更简单紧凑，但通常适用于纯度要求相对较低（95%-99.5%）、流量较小的场合，且能耗和成本在较高纯度下常不如PSA经济。在250-500字的讨论范围内，PSA因其在纯度（可达99.999%以上）、流量范围、成本效益等方面的综合优势，无疑是工业制氮领域的主导技术。
因此，总结来说：
现代工业制氮机主要（超过90%以上） 是以变压吸附（PSA）技术为，依靠碳分子筛在加压时选择性吸附氧气等杂质气体，让氮气通过；再通过使吸附剂再生，从而实现连续、地从空气中分离出高纯度氮气。其在于物理吸附与解吸的循环过程。空气是原料，电力是主要能源。这种技术成熟可靠，自动化程度高，能灵活满足从95%到99.999%以上不同纯度和从几立方到数万立方每小时不同流量的工业氮气需求，广泛应用于化工、电子、食品保鲜、、金属热处理等多个领域。
