实验室氮气发生器是一种用于产生高纯度氮气的设备，其原理主要涉及分子筛吸附和压缩空气分离两个方面。主要原理包括分子筛吸附和压缩空气分离。这些原理的应用使得实验室能够方便、经济地获得高纯度的氮气，满足各种实验和应用的需求。
在实验室氮气发生器中，常使用的方法是通过分子筛吸附。分子筛是一种具有孔隙结构的固体材料，可以选择性地吸附大部分氧气分子而排除氮气分子。这种吸附过程基于分子筛内氧气和氮气的相对大小不同，以及分子筛对氧气的亲和力较强。在氮气发生器中，通常会采用两个分子筛装置，一个用于吸附氧气，另一个则进行脱附。
吸附阶段：首先，将压缩空气引入吸附器中，其中包含了一层分子筛。由于分子筛的特殊结构，氧气分子被吸附到孔隙中，而氮气分子则相对较少被吸附。因此，在吸附阶段，氮气被富集在出口处，而氧气被滞留在吸附器中。
脱附阶段：当一个吸附器饱和后，需要进行再生。这时，通过减压或加热的方式，将吸附器中的压力降低至大气压，并且对其施加适当的热量。这样一来，分子筛内被吸附的氧气分子就会释放出来，然后通过排气排出系统。
除了分子筛吸附原理，实验室氮气发生器还可以采用压缩空气分离的方法。此方法基于不同气体组分的沉降速度不同的原理。通过将压缩空气经过冷却、压缩和过滤等步骤，使得其中的水蒸汽、油污和杂质得到去除。随后，将处理后的气体送入分离柱中，在分离柱内部设置特定结构的填料，利用其中的压力差和组分间的吸附/解吸附特性，将氮气和氧气分离开来。最终，通过调整操作条件和填料的选择，可以达到产生高纯度氮气的目的。
