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（78%）和氧气（21%）等组分的物理性质差异。目前主流的制氮技术包括变压吸附（PSA）法和膜分离法，以下分别介绍其工作原理：

### 1. **变压吸附法（PSA）**

变压吸附制氮机是目前应用的技术。其部件是填充有碳分子筛（CMS）的吸附塔。工作流程分为四步：

- **压缩空气预处理**：空气经压缩机增压至6-10 bar后，通过冷干机、过滤器去除水分、油分和颗粒物。

- **选择性吸附**：压缩空气进入吸附塔，碳分子筛凭借微孔结构优先吸附较小分子的氧气、二氧化碳和水蒸气，较大分子的氮气则通过吸附床成为产品气。

- **减压解吸**：当吸附塔饱和后，系统通过快速至常压，释放被吸附的氧气等杂质，实现分子筛再生。

- **双塔循环**：两个吸附塔交替进行吸附和解吸过程，通过PLC控制阀门实现连续产氮，纯度可达95%-99.999%。

### 2. **膜分离法**

膜分离制氮机采用中空纤维膜组件，利用气体渗透速率差异实现分离：

- 压缩空气进入膜组时，氧气、水蒸气等"快气"优先透过膜壁排出，氮气作为"慢气"在膜管内富集输出。

- 纯度通过调节进气压力和流量控制，通常为95%-99.5%，更适合低纯度需求场景。

### 技术对比与应用

PSA法具有纯度调节灵活（通过调整吸附周期）、能耗较低的优势，广泛应用于电子制造、化工保护气等领域；膜分离法则因结构紧凑、无移动部件，常用于油气田、移动设备等防爆环境。现代制氮机常配备在线分析仪和智能控制系统，可实现纯度实时监测与自动调节。

这两种技术均无需化学试剂，通过物理过程实现氮气制备，相比传统深冷法具有启动快、运维简便的特点，已成为工业领域的主流选择。