高纯氮气发生器包括氮氧分离系统、氮气缓冲系统、空气储罐系统、电气控制系统等。在这些系统中，氮氧分离系统是制氮设备的主要部件，由两个交替工作的吸附塔(塔内装碳分子筛)和气动阀、节流阀、消音器等组成。根据碳分子筛对空气中主要成分氧气和氮气的吸附速率不同，在液质用氮气发生器加压吸附和降压脱附过程中实现氮氧分离，而加压吸附与降压脱附过程由可编程控制器按一定程序控制电磁阀，并由电磁阀控制相应的气动阀自动运行。
其主体是两个装满碳分子筛的吸附塔，当洁净压缩空气进入一吸附塔时，O2、CO2和微量H2O被碳分子筛吸附，氮气从出口端输出。当一塔在吸附制氮时，另一塔通过减压使吸附在分子筛中的O2、CO2和H2O从微孔中排出，实现分子筛的生脱附。两塔交替进行吸附和生，连续输出氮气，该系统由吸附塔、塔内装填的碳分子筛、气动阀、消声器、节流阀、压紧气缸、压力表等组成。
高纯氮气发生器的制氮纯度会受到以下因素的影响：
（1）气体原料的质量
气体是要经压缩后进入空气缓冲罐，那么压缩空气中如含有水汽、油雾，这些都会堵塞分子筛（CMS）的微孔，从而严重影响分离效果及CMS的使用寿命，因此，要想获得高纯度的氮气，空气至关重要，并且要经多次净化过滤，滤芯需要定期检查或者更换。
（2）吸附塔的工作时间
长时间的工作周期也即是阀门的切换时间间隔，有利于降低能耗，且节约空气原料，不过纯度也会因周期过长，分子筛会饱和而受到影响。
（3）分子筛的性能
分子筛是高纯氮气发生器的核心部件，它的性能好坏对于制得的氮气纯度有很大的关联，同时我们还需要根据实际需要的氮气流量和纯度来计算出分子筛的合适装填量。
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