氮氣發生器在制氮領域內使用較多的是碳分子篩和沸石分子篩，分子篩對氮的分離作用主要是基于這種氣體在分子篩表面的擴散速率不同，碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成，孔徑分布在0.3nm-1nm之間。
該儀器以碳分子篩為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理分離空氣制取高純度的氮氣，通常使用兩吸附塔并聯，由全自動控制系統，按照特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。
氮氣發生器產出的氮氣能夠在化學工業、電子工業、食品工業、石油工業、冶金以及金屬加工業等領域中應用。
化學工業中的應用：氮是合成氨的主要原料，氨合成所需的氮無需分離和提純，直接來源于空氣。在氨合成氣的生產過程中，空氣中的氧與碳氫化合物原料進行高溫催化反應，經變換、脫碳以及甲烷化等工序，空氣中的氮和氬不參與反應，直接進入合成氣，從而獲得以氫和氮為主的氨合成氣。由于氨合成中，氧、一氧化碳、二氧化碳易使合成催化劑中素毒，甲烷和氬系合成惰性物質，大量積累會降低合成效率，采用液氮洗滌工藝凈化合成氣，可以延長催化劑使用壽命，提高氨合成效率。
可以利用氮的化學不活潑性，在許多易燃液體物質的反應器、貯罐中充入氮氣，不但保護物料不受氧化，保持產品質量，還能確保安全，防止燃燒和爆炸事故發生。高純度的氮氣可作為生產聚乙烯的輔助氣，如年產1千萬噸的聚乙烯生產線，每小時需要提供4500立方米純氮。
電子工業中的應用：在電子工業中用干燥的氮氣吹洗硅片，可保持硅片的干燥與清潔。在大規模集成電路生產工序，可以用高純氮作化學反應氣的攜帶氣、惰性保護氣和封裝氣等。
食品工業中的應用：氮氣在食品工業中主要是用做保護氣，比如在糧食的貯存中，充入氮氣，可以延緩老化，在相當長的時間內，保持新米的香味。在水果、蔬菜庫內，充入氮氣，驅逐氧氣，抑制霉菌的生長和乙烯的生成與釋放，延緩水果蔬菜的代謝，使保鮮期加長。隨著生活節奏的加快，快餐食品越來越受到人們的重視，在包裝容器中充入氮氣可以延長這些食品的保質期。魚、肉一類的食品，用液氮冷凍，可以達到快速冷凍的效果，防止組織內的水分形成玻璃體，使得組織不被破壞，復熱后可以保持原來的鮮美味道。
石油工業中的應用：油井內充入氮氣不但可以提高井內壓力，增大采油量，充入的氮氣還可以作為鉆桿測度中的緩沖墊，*避免了井內泥槳壓力擠扁下部試管柱的可能性。此外，在進行酸化、壓裂、水力噴孔、水力封隔器坐封等井下作業中，也要用到氮氣。在天然氣中充填氮氣可以降低熱值。在原油更換管道時，可用液氮燒注兩端物料，使之固化封堵。
冶金、金屬加工業中的應用：氮氣發生器產出的氮氣可用于退火保護氣、燒結保護氣、氮化處理、洗爐及吹掃用氣等。廣泛應用于金屬熱處理、粉末冶金、磁性材料、銅加工、金屬絲網、鍍鋅線、半導體、粉末還原等領域。這些行業有的需要純度大于99.5%的氮氣，有的則要求純度大于99.9995%、露點低于-65℃的高品質氮氣。金屬生產和加工制造業鋼、鐵、銅、鋁制品退火、炭化，高溫爐窯保護，金屬部件的低溫裝配和等離子切割等。金屬熱處理在光亮退火、光亮淬火等熱處理工藝過程中，制氮設備為工業爐提供保護氣與安全氣，以防止產品的氧化。
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