實驗室氮氣發生器是一種用于產生高純度氮氣的設備，其原理主要涉及分子篩吸附和壓縮空氣分離兩個方面。主要原理包括分子篩吸附和壓縮空氣分離。這些原理的應用使得實驗室能夠方便、經濟地獲得高純度的氮氣，滿足各種實驗和應用的需求。
在實驗室氮氣發生器中，常使用的方法是通過分子篩吸附。分子篩是一種具有孔隙結構的固體材料，可以選擇性地吸附大部分氧氣分子而排除氮氣分子。這種吸附過程基于分子篩內氧氣和氮氣的相對大小不同，以及分子篩對氧氣的親和力較強。在氮氣發生器中，通常會采用兩個分子篩裝置，一個用于吸附氧氣，另一個則進行脫附。
吸附階段：首先，將壓縮空氣引入吸附器中，其中包含了一層分子篩。由于分子篩的特殊結構，氧氣分子被吸附到孔隙中，而氮氣分子則相對較少被吸附。因此，在吸附階段，氮氣被富集在出口處，而氧氣被滯留在吸附器中。
脫附階段：當一個吸附器飽和后，需要進行再生。這時，通過減壓或加熱的方式，將吸附器中的壓力降低至大氣壓，并且對其施加適當的熱量。這樣一來，分子篩內被吸附的氧氣分子就會釋放出來，然后通過排氣排出系統。
除了分子篩吸附原理，實驗室氮氣發生器還可以采用壓縮空氣分離的方法。此方法基于不同氣體組分的沉降速度不同的原理。通過將壓縮空氣經過冷卻、壓縮和過濾等步驟，使得其中的水蒸汽、油污和雜質得到去除。隨后，將處理后的氣體送入分離柱中，在分離柱內部設置特定結構的填料，利用其中的壓力差和組分間的吸附/解吸附特性，將氮氣和氧氣分離開來。最終，通過調整操作條件和填料的選擇，可以達到產生高純度氮氣的目的。
