变压吸附法制备氮气的原理是以空气为原料，利用碳分子筛对氧气和氮气的吸附选择性差异，在加压条件下，碳分子筛会优先吸附空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等杂质气体，而氮气因为分子特性不易被吸附，从而可以直接通过吸附塔作为产品气输出，当吸附剂接近饱和时，通过降低压力使被吸附的杂质解吸出来，实现分子筛的再生，再通过两个或多个吸附塔交替进行加压吸附与降压解吸的循环操作，就能够连续稳定地分离出氮气。变压吸附法制备氮气的优点主要体现在设备和运行上，它的装置结构简单、体积小、投资成本较低，启动速度快，短时间内就能产出氮气，操作自动化程度高、维护方便，还可以根据实际需求灵活调节氮气的产量和纯度，适合分散式、中小规模的用氮场景，能耗在中小气量条件下也比较有优势。它的缺点则是氮气纯度上限相对较低，一般很难达到超纯级别，无法像低温精馏法那样副产氧气、氩气等其他气体，原料空气的利用率也偏低，在大规模、超高纯度的氮气供应场景中，整体经济性和适用性不如低温精馏法。
变压吸附法制备氮气的工艺流程以空气为原料，整体可分为原料空气预处理、加压吸附、均压再生、产品气缓冲稳压几个连续环节，首先空气经过过滤器去除粉尘杂质，再由空气压缩机压缩，之后通过冷干机或干燥机除去水分、油雾和二氧化碳，得到洁净干燥的压缩空气，净化后的空气进入装有碳分子筛的吸附塔，在加压状态下，分子筛会优先吸附氧气、二氧化碳、水蒸气等杂质，氮气则顺利通过并输出，当其中一个吸附塔接近吸附饱和时，系统会进行压力均衡，随后对该塔降压解吸，把吸附的杂质气体释放排空，使分子筛恢复吸附能力，两个或多个吸附塔通过这样加压吸附、降压再生的交替循环，实现连续不断地制取氮气，产出的氮气后进入缓冲罐稳压、纯度检测合格后，即可输送至使用点。
