制氮機原理
1、PSA制氮法
碳分子篩可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區分開來。氧分子直徑比氮分子小，因而擴散速度比氮快數百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鐘就達到90%以上；而此時氮的吸附量僅有5%左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。這樣，如果將吸附時間控制在1分鐘以內的話，就可以將氧和氮初步分離開來，也就是說，吸附和解吸是靠壓力差來實現的，壓力升高時吸附，壓力下降時解吸。而區分氧和氮是靠兩者被吸附的速度差，通過控制吸附時間來實現的，將時間控制的很短，氧已充分吸附，而氮還未來得及吸附，就停止了吸附過程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化，也要將時間控制在1分鐘以內。
2、深冷制氮法
深冷制氮不僅可以生產氮氣而且可以生產液氮，滿足需要液氮的工藝要求，并且可在液氮貯槽內貯存，當出現氮氣間斷負荷或空分設備小修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱后，送入產品氮氣管道滿足工藝裝置對氮氣的需求。深冷制氮的運轉周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產氮氣，無備用手段，單套設備不能保證連續長周期運行。
3、膜制氮法
空氣經壓縮機壓縮過濾后進入高分子膜過濾器，由于各種氣體在膜中溶解度和擴散系數不同，導致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據這一特性，可將各種氣體分為“快氣”和“慢氣”。
當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜后，在膜的滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側被富集，從而達到混合氣體分離的目的。
制氮機流程
1、PSA制氮基本工藝流程
空氣經空壓機壓縮后，經過除塵、除油、干燥后，進入空氣儲罐，經過空氣進氣閥、左吸進氣閥進入左吸附塔，塔壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮氣穿過吸附床，經過左吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為左吸，持續時間為幾十秒。
左吸過程結束后，左吸附塔與右吸附塔通過上、下均壓閥連通，使兩塔壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續時間為2~3秒。均壓結束后，壓縮空氣經過空氣進氣閥、右吸進氣閥進入右吸附塔，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經過右吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸，持續時間為幾十秒。
同時左吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過左排氣閥降壓釋放回大氣當中，此過程稱之為解吸。反之左塔吸附時右塔同時也在解吸。
為使分子篩中降壓釋放出的氧氣完全排放到大氣中，氮氣通過一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內的氧氣吹出吸附塔。這個過程稱之為反吹，它與解吸是同時進行的。
右吸結束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環進行下去。
制氮機的工作流程是由可編程控制器控制三個二位五通先導電磁閥，再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開、閉來完成的。三個二位五通先導電磁閥分別控制左吸、均壓、右吸狀態。左吸、均壓、右吸的時間流程已經存儲在可編程控制器中，在斷電狀態下，三個二位五通先導電磁閥的先導氣都接通氣動管道閥的關閉口。當流程處于左吸狀態時，控制左吸的電磁閥通電，先導氣接通左吸進氣閥、左吸產氣閥、右排氣閥開啟口，使得這三個閥門打開，完成左吸過程，同時右吸附塔解吸。當流程處于均壓狀態時，控制均壓的電磁閥通電，其它閥關閉；先導氣接通上均壓閥、下均壓閥開啟口，使得這兩個閥門打開，完成均壓過程。當流程處于右吸狀態時，控制右吸的電磁閥通電，先導氣接通右吸進氣閥、右吸產氣閥、左排氣閥開啟口，使得這三個閥門打開，完成右吸過程，同時左吸附塔解吸。每段流程中，除應該打開的閥門外，其它閥門都應處于關閉狀態。
2、深冷制氮工藝流程
整個流程由空氣壓縮及凈化、空氣分離、液氮汽化組成。
1.1空氣壓縮及凈化
空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質后進入空氣壓縮機，壓縮至所需壓力，然后送入空氣冷卻器，降低空氣溫度。再進入空氣干燥凈化器，除去空氣中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氫化合物。
1.2空氣分離
凈化后的空氣進入空分塔中的主換熱器，被返流氣體（產品氮氣、廢氣）冷卻至飽和溫度，送入精餾塔底部，在塔頂部得到氮氣，液空經節流后送入冷凝蒸發器蒸發，同時冷凝由精餾塔送來的部分氮氣，冷凝后的液氮一部分作為精餾塔的回流液，另一部分作為液氮產品出空分塔。
由冷凝蒸發器出來的廢氣經主換熱器復熱到約130K進膨脹機膨脹制冷為空分塔提供冷量，膨脹后的氣體一部分作為分子篩的再生和吹冷用，然后經消音器排入大氣。
1.3液氮汽化
由空分塔出來的液氮進液氮貯槽貯存，當空分設備檢修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱后，送入產品氮氣管道。
深冷制氮可制取純度≧99.999%的氮氣。
3、膜制氮工藝流程
空壓機提供的壓縮空氣進入空氣緩沖罐，再進入多級過濾器，包含活性碳過濾器---除去空氣中的顆粒、油、水。潔凈的空氣進入膜進行氧氮分離，產生的氮氣進入到用戶用氣工段。