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制氮機是以壓縮空氣為原料，利用一種叫作碳分子篩的吸附劑對氮、氧的選擇性吸附，把空氣中的氮分離出來。碳分子篩對氮、氧的分離作用主要是基于氮、氧分子在分子篩表面的擴散速率不同。較小直徑的氧分子擴散較快，較多地進入分子篩固相；較大直徑的氮分子擴散較慢，較少進入分子篩固相。這樣，氮在氣相中得到富集。一段時間后，分子篩對氧的吸附達到一定程度，通過減壓，被碳分子篩吸附的氣體被釋放出來，分子篩也 了再生。這是基于分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特點。變壓吸附制氮設備通常使用二個并聯的吸附器，交替進行加壓吸附和減壓再生，操作循環周期約2分鐘。

小型制氮機工藝原理

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。