氮氣是一種無味、無臭、無色、不燃的惰性氣體。惰性氣體是指化學性質穩定的氣體，不容易與其他物質反應。我們呼吸的空氣中含有氮氣，約佔空氣總量的78%。其餘成分為氧氣（約佔21%）、二氧化碳和氬氣（約佔1%）。由於氮氣具有不可燃、不可爆、化學性質穩定等特性，因此被廣泛應用於食品、半導體、石油化工、科研等眾多行業，用於密封和吹掃以提高安全性，以及防止氧化和變色以維持產品品質。
在日常生活中，它被用來填充薯片和紀念品包裝袋以防止氧化，也被用來填充汽車輪胎，因為它比氧氣滲透性小，因此空氣更難逸出。事實上，早在汽車輪胎採用氮氣之前，飛機輪胎就已經開始充入氮氣了。氮氣不易燃、不易爆，即使在著陸時巨大的衝擊力導致高溫下，也能最大限度地降低起火或爆炸的風險；而且氮氣不會生鏽，因此不會腐蝕充裝區域的材料。飛行過程中，空氣溫度可低至攝氏零下50度左右，但由於氮氣不含水，其體積受熱變化很小，因此能夠維持輪胎內的恆定氣壓。
PSA型氮氣產生器 (純度99.5%以上需求) 氮氣產生器採用變壓吸附 (PSA) 技術從大氣中分離氮氣。 1971年，德國 Bergbau-Forschung GmbH 公司開發了一種名為分子篩碳 (MSC) 的吸附材料。傳統的活性碳無法從空氣中分離氮氣和氧氣，但 MSC 利用氮氣和氧氣分子大小差異所導致的吸附速度差異，實現了這一目標。 PSA方法透過將壓縮空氣流經 MSC 並加壓來吸附氧氣，從而在 MSC 吸附罐的出口處分離出高純度氮氣和氧氣。
為了持續獲得氮氣，必須分離並排出已被MSC吸附的氧氣。這也是MSC的特性之一；將已吸附氧氣的MSC的壓力降低至常壓，即可分離出吸附的氧氣。分離出的氧氣隨後被排出（吹掃）到設備外部。這使得MSC得以再生，再次對MSC加壓即可再次獲得氮氣。
如果有兩個 MSC 吸附槽可用，則可以透過交替使用這兩個槽來分離並連續產生氮氣。
這種透過反覆加壓和減壓進行吸附的方法稱為變壓吸附（PSA）法。我們的氮氣產生器主要採用這種PSA法。而如果您需要方便地使用低純度氮氣，膜分離法是理想之選。
PSA (Pressure Swing Adsorption) 變壓吸附法型式的氮氣產生器主要應用在較高的氮氣純度需求，PSA氮氣發生機利用碳分子篩（MSC）材料，從壓縮空氣中剝離氧氣。MSC材料由多孔碳組成，孔徑可精細控制。當壓縮空氣通過材料時，氧分子被吸附到孔隙中，而較大的氮分子可以進入排放氣。最終，MSC將被氧分子飽和，氣體分離將不再發生。因此，PSA產生器始終設計有兩個(含)以上個吸附桶槽 (或稱吸附塔)。一個桶槽正在主動分離產生氮氣體。而另一個桶槽則在再生過程，高純度氮氣通過它來將氧氣作為廢氣排出。產生器大約每60秒在兩槽之間切換一次 (也可以做更精密的節能控制)。因為需要在兩個吸附桶槽之間切換，導致需要多個自動控制閥，增加了裝置中的潛在故障點。此外，通常需要一個氮氣緩衝槽或氮氣桶，以確保在兩個吸附桶槽柱之間切換期間，穩定輸出氮氣的壓力和流率。通常設計上會採用全自動控制，連續生產清潔、乾燥和高純度的氮氣，應用的適合純度區間會在99%~99.999% (下表左邊是氧氣含量而右邊則變成氮氣純度) ，考慮到維護成本則建議純度需求99.5% (含) 以上採用會是較佳的方案。
如果是較大流量的氮氣需求，可以想見需要一定的空間配置做更好更穩定的輸出設計；科研實驗室採用的氮氣產生器則考慮實驗室空間有限佔地最好不要太大、需求流量較小且應用時間較短，不像工業用的氮氣產生機會需要持續工氣且維持必要壓力，因此可以設計得較符合實驗室需求。
選擇內置空壓站還是CDA原料外部提供? 而氮氣產生機本身又有區分為是否內置空壓戰系統或者由外部供應CDA (Clean Dry Air) 當作原料輸入的來源，我們的建議是：
｢如果該氮氣產生機品牌本身沒有提供工廠用的專業基礎，則建議採用CDA原料來源由外部空壓機系統供應方式｣，｢如果該氮氣產生機設計製造服務的品牌本身有提供工廠用的專業基礎，則建議可以採用CDA原料來源由外部空壓機系統供應方式或者內置空壓站的機型｣；確保昂貴的氮氣產生器不會因為內置空壓站經驗不足而故障點頻發。
(上述氮氣產生器內置空壓機係採用商用型空壓機系統; 歡迎參考本網站其他專業文章關於工業級與商用型空壓機的比較分析)
低碳氫化合物含量的氮氣源 許多實驗室使用氮氣會非常在意氮氣中或壓縮空氣中是否能夠控制碳氫化合物含量，以確保實驗過程產生的分析資料不會扭曲或實驗無法有效進行；氮氣產生器品牌則有不同的對應方案，一類是仍舊採用原來的氮氣產生器而氮氣產生器出口再接觸媒轉換器的模組，有一些則直接將觸媒轉換模組配置於氮氣產生器內部而形成不同機型。
這個部分並沒有哪一類比較好的問題，主要還是看實驗室應用的專案是否有需要而選擇以及觸媒轉換器是否因為內置型的使用量較高而維護成本較高的考慮；例如 : 許多實驗設備雖然相同，但是有些實驗或研發是否會加入易燃易爆的有機溶劑，而決定需要用一定純度的氮氣或者是CDA就好 (氮氣產生成本較高)，而提供該精密儀器設備兩種不同的氣體來源以更精實地使用各種預算。
未來服務工業總代理的氮氣產生機採用PSA法者可以區分為
內置空壓機型的氮氣產生器：
配備無油渦旋式壓縮機，運作極為安靜，節省空間，營造舒適的工作環境。
與採用獨立氣源的機型相比，安裝和操作也更加便捷。
同時採用彩色觸控螢幕操作簡單；彩色觸控螢幕可顯示多種訊息，包括設備出口氮氣壓力和純度等運作狀態，以及故障警告和計畫維護資訊。
用戶還可以根據實際情況直觀便捷地進行詳細設置，例如定時運行功能。
獨立型氮氣產生器：
節能模式效率提升–除傳統的吸附時間控制外，新增節能模式，可控制運作中的PSA單元數量。這顯著提高了對氮氣消耗的反應速度，確保更可靠的節能效果。
所需壓力降低至0.7 MPa：緊湊的模組化PSA單元在保持原有性能的同時，成功降低了進料空氣壓力，從而可以使用標準壓縮機運行。當進料壓力為0.83 MPa時，氮氣生成量增加約20%。排氣壓力也可提高至平均0.7 MPa。 –
顯著降低噪音：透過對每個PSA單元進行順序吹掃，即使在高產量機型中也能保持低噪音水平。
高度降低：節省空間的設計使設備高度降低約30%。
彩色觸控面板操作簡單：彩色觸控面板顯示各種訊息，包括運作狀態（如設備出口處的氮氣壓力和純度），以及故障警告和計畫維護資訊。
膜分離式氮氣產生器 (純度99.5%以下需求)膜管式 (膜分離) 技術的氮氣產生機核心是分離膜。該膜管是由數千根中空絲膜纖維組合而成。每根中空絲膜的膜壁都可讓氣體分子滲透，氣體的分子大小不同且有些氣體比其他氣體更容易通過膜壁。這些氣體含氧氣、二氧化碳以及水蒸氣，通過中空絲膜膜壁並因為壓力被排放到大氣中。而氮氣則以更慢的速度通過纖維壁，如此在中空絲膜出口處便可得到高純度的氮氣流。中空絲膜並沒有轉動組件，只需控制通過膜的壓縮空氣的壓力和流速即可產生高純度的氮氣。這是一個相對比較簡單的系統提供較低純度97%~99.9%的氮氣，因為中空絲膜沒有再生的需要。而為了保護中空絲膜免受碳氫化合物的侵害，我們通常會在原料氣源輸入過程安裝活性碳過濾器，能夠採用無油式空壓機則是較佳的選擇。
未來服務工業進口代理經銷服務的膜管式氮氣產生器特點：
・適用於需要輕鬆使用低純度氮氣的客戶。
GoUseAir長期租用 未來服務工業針對科研實驗室客戶提供 GoUseAir Service 長期租用服務方案，實驗室客戶可以針對需求的氮氣產生器與日本岩田無由渦卷式空壓機系統要求我們提案規劃，長期租用客戶僅需支付固定租金，而不用煩惱維護保養與預算問題，提供客戶彈性應對服務。
更多未來服務工業關於科研實驗室空壓機系統實務分享？歡迎到 未來服務工業 實驗室空壓機系統專業網站 https://www.Lab-CDA.com 。
聯繫未來服務工業 實驗室空壓機系統業務技術專人 黃先生 0937-847981 / (02-29002797) / simon.huang@nextut-service.com.tw 諮詢交流。
安心 = 穩定耐久產品 + 專業快優服務 (氮氣純度 / 壓力露點 動態檢測)
科研實驗室空壓機 