變壓吸附制氮機是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮氣的自動化設備。
定義：碳分子篩是一種以煤為主要原料，經過研磨、氧化、成型、碳化并經過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色：
作用：吸附器中分子篩的布局至關重要,主要表現為3個方面:
1、保護制氮分子篩床層
2、緩沖穩定高壓氣流
3、均勻分布氣流.為解決碳分子篩因填充不緊而產生分子篩間隙,在升壓、降壓過程中引發”隧道效應”。
原理：碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠實現 O2、N2的動力學分離，其孔型分布如右圖2所示：這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴散至分子篩的微孔之中，而不會排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。
碳分子篩對 O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別，O2分子的動力學直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率，N2分子的動力學直徑較大，因而擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴散同氧相差不大，而氬擴散較慢。最終從吸附塔富集出來的是N2和Ar的混合氣。碳分子篩對O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲線和動態吸附曲線直觀表現出來：
由這兩個吸附曲線可以看出，吸附壓力的增加，可使O2、N2的吸附量同時增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。變壓吸附周期短，O2、N2的吸附量遠沒有達到平衡（最大值），所以O2、N2擴散速率的差別使 O2的吸附量在短時間內大大超過 N2的吸附量。
