PSA制氮机，也称碳分子筛空分制氮机，其原理是以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附，实现空气中的氮和氧分离，生产出氮气。
PSA制氮机，主要是由以下五部份组成的：
1.压缩空气净化系统
碳分子筛是决定制氮机生产能力的关键材料，由于空压机提供的压缩空气通常含有微量的油、水、尘埃粒子，这些杂质特别是油分子会降低碳分子筛的吸附能力，所以压缩空气在进入氧氮分离系统之前必须除油除水除尘。
首先由压缩机将空气压缩至0.75-1.0MPa进入空气净化系统，由管道过滤器除去大部分水、油和尘埃杂质，然后由冷冻式干燥机冷却除水使压力露点达到2℃-10℃，再次经精过滤器、超精过滤器过滤、活性炭除油器，得到压力为0.75-1.0MPa、压力露点为2℃-10℃、含油量≤0.01PPm的洁净压缩空气。
压缩空气净化系统由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成。
2. 空气储罐系统
空气储罐系统的作用保证氧氮分离系统用气平稳，在氧氮分离系统切换时防止瞬间气流流速过快，影响空气净化效果，提高进入吸附器的压缩空气品质，有利于延长分子筛的寿命。同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。
空气储罐系统由空气储罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表等组成。
3. 氧氮分离系统
氧氮分离系统是制氮机空气分离的核心部分，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，氮气从出口端输出成为产品氮气。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，实现分子筛的再生脱附。两塔交替进行吸附和再生，连续输出氮气。
氧氮分离系统由吸附塔、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。
4. 氮气缓冲系统
氮气缓冲系统主要作用在于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气。同时，在吸附塔进行再生到吸附切换时，它将存储的部分合格氮气回充吸附塔保护床层，另外也有帮助吸附塔升压的作用。
氮气缓冲系统由缓冲罐、流量计、粉尘过滤器、调压阀、节流阀、安全阀等组成。
5.电气控制系统
电气控制系统的主要作用是设备启停操作、工作状态指示灯、故障声光报警指示、纯度显示、按设定程序驱动气动阀、远程显示和控制等。
电气控制系统由可编程序控制器CPU、气源三联件、电磁阀、指示灯、氮气分析仪等组成，主要集中安装于电控柜。
