氧分子和氮气分子在分子筛表面上的扩散速率是不同的。
具有较小直径（O2）的气体分子具有更快的扩散速率，更多的微孔进入碳分子筛，以及更大直径的气体分子（N2）的扩散速率。
较慢，进入碳分子筛的微孔较少。
碳分子筛对氮和氧的选择性吸附差异导致吸附阶段氧气在短时间内富集，氮气在气相中富集，使氧气和氮气分离，气相富集在PSA条件下获得氮。
不同压力下碳和分子氮对氧和氮的吸附量在一定时间内的差异曲线：经过一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据吸附容量的不同而不同。
碳分子筛在不同压力下吸附到气体中，降低压力使碳分子筛解吸氧气的吸附，这是一个再生过程。
根据再生压力的不同，可分为真空再生和大气压再生。
大气压再生有利于分子筛的完全再生，从而易于获得高纯度气体。
变压吸附式氮气发生器（简称PSA氮气发生器）是根据变压吸附技术设计制造的氮气发生装置。
通常，两个吸附塔并联使用，全自动控制系统根据特定的可编程序列严格控制定时，交替进行压力吸附和减压再生，完成氮气和氧气分离，得到高纯氮气。
碳吸附分子筛（CMS）的动态吸附容量和分离系数的性能决定了氮气发生器的质量。
将一定流量，纯氮气和氢气同时注入装置中，在混合器中充分混合，装入装有钯催化剂除氧器的装置中，在脱氧催化剂的作用下产生2H2 + O2 = 2H2O的化学反应，至达到脱氧目的。
脱氧后，氮气中的水被冷却器脱水，然后氮气继续在干燥器中干燥，氮气露点达到-60℃左右，排列两个干燥器，其中一个是吸附和干燥，另一个被吸附。
再生去饱和水干燥器以准备下一个吸附循环。
将干燥的氮气通过过滤器除尘，最后得到高纯度的氮气。
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