變壓吸附制氮機(jī)（PSA制氮機(jī)）是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮?dú)獾淖詣?dòng)化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經(jīng)過(guò)研磨、氧化、成型、碳化并經(jīng)過(guò)特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色。
制氮機(jī)碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)O2、N2的動(dòng)力學(xué)分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴(kuò)散至分子篩的微孔之中，而不會(huì)排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。碳分子篩對(duì)O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)直徑的微小差別，O2分子的動(dòng)力學(xué)直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴(kuò)散速率，N2分子的動(dòng)力學(xué)直徑非常大，因而擴(kuò)散速率較慢。制氮機(jī)壓縮空氣中的水和CO2的擴(kuò)散同氧相差不大，而氬擴(kuò)散較慢。較終制氮機(jī)從吸附塔富集出來(lái)的是N2和Ar的混合氣。
吸附壓力的增加，可使O2、N2的吸附量同時(shí)加大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。變壓吸附周期短，O2、N2的吸附量遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡（非常大值），所以O(shè)2、N2擴(kuò)散速率的差別使O2的吸附量在短時(shí)間內(nèi)大大超過(guò)N2的吸附量。
變壓吸附制氮機(jī)（PSA制氮機(jī)）正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔（也可以單塔完成）來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣分離，從而使制氮機(jī)連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮?dú)狻?
