高純氮氣發生器包括氮氧分離系統、氮氣緩沖系統、空氣儲罐系統、電氣控制系統等。在這些系統中，氮氧分離系統是制氮設備的主要部件，由兩個交替工作的吸附塔(塔內裝碳分子篩)和氣動閥、節流閥、消音器等組成。根據碳分子篩對空氣中主要成分氧氣和氮氣的吸附速率不同，在液質用氮氣發生器加壓吸附和降壓脫附過程中實現氮氧分離，而加壓吸附與降壓脫附過程由可編程控制器按一定程序控制電磁閥，并由電磁閥控制相應的氣動閥自動運行。
其主體是兩個裝滿碳分子篩的吸附塔，當潔凈壓縮空氣進入一吸附塔時，O2、CO2和微量H2O被碳分子篩吸附，氮氣從出口端輸出。當一塔在吸附制氮時，另一塔通過減壓使吸附在分子篩中的O2、CO2和H2O從微孔中排出，實現分子篩的生脫附。兩塔交替進行吸附和生，連續輸出氮氣，該系統由吸附塔、塔內裝填的碳分子篩、氣動閥、消聲器、節流閥、壓緊氣缸、壓力表等組成。
高純氮氣發生器的制氮純度會受到以下因素的影響：
（1）氣體原料的質量
氣體是要經壓縮后進入空氣緩沖罐，那么壓縮空氣中如含有水汽、油霧，這些都會堵塞分子篩（CMS）的微孔，從而嚴重影響分離效果及CMS的使用壽命，因此，要想獲得高純度的氮氣，空氣至關重要，并且要經多次凈化過濾，濾芯需要定期檢查或者更換。
（2）吸附塔的工作時間
長時間的工作周期也即是閥門的切換時間間隔，有利于降低能耗，且節約空氣原料，不過純度也會因周期過長，分子篩會飽和而受到影響。
（3）分子篩的性能
分子篩是高純氮氣發生器的核心部件，它的性能好壞對于制得的氮氣純度有很大的關聯，同時我們還需要根據實際需要的氮氣流量和純度來計算出分子篩的合適裝填量。
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