氮气发生器将空气做为原料，利用物理方法将其中的氧与氮分离而获得氮气；
根据分类方法的不同，可以分为深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法；
该仪器是按照变压吸附技术设计、制造的氮气制取设备。
采用进口碳分子筛做为吸附剂，在常温下变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气；
通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行；
交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。
氮气发生器主要由储罐组件、净化组件、氮气缓冲系统、氮氧分离系统等四大部件组成。
储罐组件由空气储罐、安全阀、球阀等组成，其作用是保证系统用气平稳外；
还可以降低压缩空气的出气温度，使压缩空气中水、油等杂质随压缩空气温度的降低而分离出来；
有利于延长后处理设备寿命，同时提高压缩空气的品质。
进而降低气流脉动，达到缓冲作用，从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件；
以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。
同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气；
使得吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。
净化组件主要由管道过滤器、精过滤器、超精过滤器、冷冻干燥机、除油器等组成；
其作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油，为氮氧分离系统提供清洁的原料。
提供的压缩空气首先要通入压缩空气净化组件，压缩空气先由管道过滤器除去大部分的油、水、尘，再经冷冻干燥机进一步除水、精过滤器除油、除尘；
并由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。
根据系统工况，用来防止可能出现的微量油渗透，为碳分子筛提供充分保护，设计严谨的净化组件确保了碳分子筛的使用寿命。
氮气缓冲系统由缓冲罐、粉尘过滤器、流量计、气动阀、节流阀、氮气纯度分析仪等组成。
其主要作用是使氮气压力、纯度和流量平稳，氮气纯度分析仪可即时测出氮气纯度，并自动控制气动阀将不合格氮气排空。
用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气稳定。
同时，在吸附塔进行工作切换后，它将本身的部分气体回充吸附塔；
一方面帮助吸附塔升压，另外也起到保护床层的作用，在设备工作过程中起到极重要的工艺辅助作用。
氮气发生器中的氮氧分离系统是制氮设备的主要部件，由两个交替工作的吸附塔(塔内装碳分子筛)和气动阀、节流阀、消音器等组成。
根据碳分子筛对空气中主要成分氧气和氮气的吸附速率不同，在加压吸附和降压脱附过程中实现氮氧分离；
而加压吸附与降压脱附过程由可编程控制器按一定程序控制电磁阀，并由电磁阀控制相应的气动阀自动运行。
装有专用碳分子筛的吸附塔共有两只，当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附；
?产品氮气由吸附塔出口端流出，经过一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。
这时A塔自动停止吸附，压缩空气流入B塔进行吸氧产氮，对并A塔分子筛进行再生。
分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的。
两塔交替进行吸附和再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。
上述过程均由可编程序控制器来控制。
当出气端氮气纯度大小设定值时，PLC程序作用，自动放空阀门打开；
将不合格氮气自动放空，确保不合格氮气不流向用气点。
1、PSA变压吸附制氮。
利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气。同时利用两根分子筛柱，一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析，实现分子筛在线再生，整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。这类发生器可根据需要，调节氮气的纯度和流量，最高可生产99、999%的氮气产品，流量可从几百毫升到几十升到几立方每分钟，纯度大小配置灵活，可根据每个需求具体定制。
2、电化学法制氮。
在氢气电解池的阴极(产氢气一侧)通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氮气。这种方法可以产出最高99、995%的氮气，但有几个明显的缺陷：一需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性；二单位成本高，比如标称产氮300ml/min，实际稳定使用150ml/min，不适合做大流量氮气发生器；三反应过程只去除了空气中的氧气，其它杂质气体并没有涉及，并且反应过程对电解池制作技术要求很高，不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源，总费用不过几千元，常被用于色谱载气和小容量保护，是一种低成本的解决方案；
3、膜分离制氮。
高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，最终形成的产品气纯度最高可达99%，气体流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其它限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用，在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。这类发生器的主要优点是流量大，实验室级别产品一般在50L/min上下，并可随意扩充，同时寿命长，膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本极低；缺点是氮气纯度不能达到高纯级，膜组件目前均为进口，国内不能提供，成本较高，仪器价格也相对高。
为保证氮气发生器压缩机的安全可靠的运行，需要注意两点：
1、因压缩机是感性负载，通断电时的瞬时电流比正常工作时高数倍，较易熔断保险。压缩机的启动和停止会对电网电压造成干扰，所以色谱仪和发生器的电源必须要分开，或者经过稳压电源供电。在工作过程中出现两种情况压缩机会停止工作，一是压缩机温度过高热保护继电器启动，二是电压不稳定导致电路故障。所以在使用氮气发生器时不仅环境需要保证通风良好，而且采用稳压电源供电显得尤为重要。
2、有部分生产厂家使用冰箱的压缩机替代空气压缩机，这种做法违反了国家相关安全规定，使用的过程中会产生过热、气路进油、漏电等现象，对色谱仪造成损害，严重的会危及操作人员的生命安全。在购买氮气发生器一定要注意发生器的压缩机是否符合要求。
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