氮气，作为一种惰性气体，与其他物质的反应相对缓慢。其无味、无色的特性，使之成为防止缓慢氧化过程（如电路板的腐蚀）或快速氧化反应（如爆炸或火灾）的理想选项。因此，延长食品保质期、汽车和化学工业到水产养殖和注塑成型等许多行业对氮气的需求不断增加。
制氮机工作原理
制氮机工作的基本原理是将压缩空气中的氮气分离出来，得到纯净的氮气。主要有膜式制氮机和变压吸附（PSA）制氮机两种类型。所选用的类型依赖于所需氮气的质量。例如，如果只需进行轮胎充气或防火用途，纯度为90-99%的氮气和膜式制氮机就足够了。然而，如果需要99.999%或更高纯度的氮气（如在食品行业或注塑行业中），则需要使用PSA制氮机。
自主制氮有很多优点。首先，公司可以自行控制生成氮气的数量以及压力和纯度。其次，公司不再受市场价格波动的影响，可以节省运输成本，并可以防止气源延迟的问题。此外，自主制气的公司无需面对处理高压气瓶带来的安全问题，也无需担心与汽化损失相关的浪费，也不需要处理永远无法完全清空的高压气瓶。虽然初始投资较大，但长期来看，与从第三方购买氮气相比，运营成本明显降低。
膜式制氮机
膜式制氮机中的核心部分是一个或一组由中空纤维膜管束组成的膜模块。每一根纤维都十分微小，拥有理想的圆形横截面和贯穿中心的均匀孔道。在制氮过程中，压缩空气会被引入到纤维中，流经纤维孔并与膜片接触。由于膜片的物理特性，氧气、水蒸气以及其他微量气体更容易穿过膜片并被排出。与此同时，氮气分子由于体积较大，不能轻易穿透膜片，从而被留在膜片内并从出口流出。由于水蒸气也会透过膜片排出，因此，得到的氮气流非常干燥，露点可低至-50°C。
膜式制氮机主要适用于氮气流量要求不是特别大且氮气纯度要求不超过99%的场景，比如一些小型工业设备，或者汽车轮胎充气等。尽管它的纯度和产量可能无法与更先进的PSA制氮机。
变压吸附 (PSA) 制氮机
PSA制氮机利用吸附剂表面的特性，将压缩空气中的原子、离子或分子分离，只留下纯氮。这种过程在两个充满碳分子筛的压力容器中进行，每个容器都会在分离过程和再生过程之间切换。这种技术可以实现高流量和高达99.999%纯度的氮气供应。PSA制氮机的具体工作原理：
吸附阶段：首先，压缩干燥的空气被引入一个充满吸附剂（通常是碳分子筛）的塔（称为吸附塔A）。在这个阶段，氧气、水蒸气以及其他微量气体分子会被吸附剂吸附，而氮气分子由于体积较大，不能被吸附剂吸附，从而流过吸附剂并从塔顶排出。此阶段称为吸附或分离阶段。吸附塔 A 中产生的大部分氮气都会从系统中排出，可直接使用或储存。
再生阶段：当吸附塔A达到饱和状态时，需要对其进行再生。这时，一部分洁净的氮气（称为冲洗气）会被引入另一个吸附塔（称为吸附塔B）。冲洗气会以反向流动的方式将吸附塔B中吸附的氧气以及其他杂质冲洗下来，然后从吸附塔B的底部排出。随后，吸附塔B的压力被逐渐降低，这将使得吸附剂释放出大部分的氧气以及其他微量气体，从而完成了吸附剂的再生。
稳压阶段：为了使两个吸附塔的压力相平衡，并准备下一轮的吸附和再生过程，将会进行稳压阶段。在稳压阶段，两个吸附塔之间的阀门会被打开，使得二者之间的氮气可以自由流动，直到两个吸附塔的压力相等。
无论是选择膜式制气机还是PSA制气机，自主制气都能为公司带来显著的效益。
