基本原理
本套装置由压缩空气系统、压缩空气净化系统、PSA变压吸附制氮装置组成。
1、压缩空气系统
压缩空气系统由压缩机和空气缓冲罐组成，提供变压吸附制氮装置所需的压缩空气。工艺要求该系统提供稳定的输出压力和足够的气量。空压机选用运转可靠，维护简单，低噪音，无基础运转的螺杆式空压机。
空气缓冲罐主要是作为压缩空气的缓冲器，起稳定和储存作用，此外还可以收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。缓冲罐装有压力表、安全阀、排污口。
2、压缩空气净化系统
经过压缩的空气首先进入HC级过滤器，然后进入冷冻式干燥机。让压缩空气强制降温，使空气中水蒸汽冷凝结成液态水夹带尘、油排出机外。冷干机最好放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水，基于四点原因：一是后级HC级送气管路过滤器进气口最大液体负载：2000ppm w/w（露点﹤-12℃），不采用冷冻干燥机，HC级送气管路过滤器易失效；二是冬季室外气温较低，压缩空气温度降低后析出水分，堵塞管路系统，管路系统需倾斜并制作排液；三是管路系统析出水分后易腐蚀生锈；四是以后如需提高氮气纯度，空气净化是必备的。
冷干机的后级为精密过滤器组，分别是HT级主管路过滤器，HA级高效精密过滤器。HT级主管路过滤器精度为1um,滤除1um和更大的固态与液态颗粒，残留油份含量1ppm w/w。HA级高效精密过滤器过滤精度0.01um，滤除0.01 um和更大的固态与液态颗粒，99.999+%油雾；残留油份含量0.01 ppm w/w。压缩空气品质达到 ISO8573.1质量等级1级。这样洁净干燥的压缩空气便可进入后级制氮部分经变压吸附产生纯度≥99.99%的氮气。
3、PSA变压吸附制氮系统
洁净、干燥的压缩空气进入变压吸附制氮装置，利用碳分子筛在不同压力下对氮和氧的吸附量的不同，吸附压缩空气中的氧分子，从而得到纯度大于99.99%的氮气。一台变压吸附制氮装置装有两只吸附器，当一只达到吸附平衡后，开始再生；同时另外一只进行吸附，两只吸附器交替工作，以获得连续的氮气流。两只吸附器的切换由PLC控制的电磁气动阀自动完成。所以，一台变压吸附制氮装置的性能就由吸附器、碳分子筛和电磁气动阀等关键零部件的性能决定。