高纯氮气发生器是一项开创性的气体分离技术。采用进口碳分子筛(CMS)作为吸附剂，利用变压吸附原理(PSA)在室温下分离空气，制取高纯氮气。氧气和氮气分子在分子筛表面的分散速率不同。直径较小的气体分子(O2)具有较快的分散速率，更多的气体分子进入碳分子筛的微孔，而直径较大的气体分子(N2)具有较慢的分散速率，较少的气体分子进入碳分子筛的微孔。利用碳分子筛对氮气和氧气的这种选择性吸附差异，在短时间内氧气富集在吸附相中，氮气富集在气相中，使氧气和氮气分离，在PSA条件下得到气相富集氮气。
来自高纯氮气发生器的一定流量和纯度的普通氮气和氢氮发生器气体一起进入设置装置，在混合器中充分混合后，进入装有钯催化剂的除氧器设置装置，在脱氧催化剂的作用下发生2H2+O2=2H2O的化学反应，从而达到脱氧的目的。氮气发生器除氧后，氮气中的水蒸汽冷却器脱水，然后氮气陆续进入单调，使氮气露点达到-60℃左右。有两个单调，一个是保持吸附单调，另一个是保持已经吸收满水汽的单调的再生，为下一个循环的吸附做准备。单调氮气过滤器除尘后，得到高纯度氮气。
高纯氮气发生器分时后，分子筛对氧气的吸附达到平衡。根据不同压力下碳分子筛对被吸附气体的吸附能力不同的特点，降低压力使碳分子筛不吸附氧气，这个过程就是再生。根据再生压力的不同，可分为真空再生和常压再生。常压再生有利于分子筛的再生，易于获得高纯度气体。
根据变压吸附技术方案和制氮设置，配置变压吸附制氮装置(简称PSA制氮装置)。一般是两个吸附塔并联，全自动控制系统按照特定氮气发生器的可编程步骤严格控制时序，而不是保持加压吸附再生，结束氮氧分离，获得所需的高纯氮气。