煤礦專用制氮機主要原理是：由于空氣中氧、氮兩種氣體分子在碳分子篩表面微孔的擴散速率不同，直徑較小的氧分子擴散較快，較多的進入分子篩固相（微孔），直徑較大的氮分子擴散較慢，進入分子篩固相（微孔）也較少，這樣，在氣相中就得到氮的富集成份；在吸附平衡情況下，空氣壓力越高，則碳分子篩的吸附量越大；反之，壓力越低，則吸附量越小。當(dāng)開啟進氣閥時，潔凈的壓縮空氣由吸附器的入端經(jīng)過其內(nèi)的碳分子篩向出口端順向流動，O2、CO2和H2O等氣體組分被快速吸附，產(chǎn)品氮氣帽在吸附器的出口端得到富集并經(jīng)出氣閥流入氮氣緩沖罐。經(jīng)一段時間后，碳分子篩吸附飽和，這時，自動關(guān)閉進氣閥和出氣閥，吸附器停止吸附，并對其分子篩進行再生。分子篩的再生是通過打開排氣閥將吸附器內(nèi)的氣體逆流放空，使壓力迅速下降至常壓從而脫除已吸附的O2、CO2和H2O等氣體組分來實現(xiàn)。吸附和解吸過程就是這樣通過壓力的變化來實現(xiàn)的，故該工藝稱為變壓吸附（PSA）。煤礦專用制氮機為了使分子篩徹底再生，以氮氣緩沖罐內(nèi)的部分產(chǎn)品氮氣對其進行逆流吸掃。投入工業(yè)運行的PSA空分制氮裝置一般具有二個或二個以上吸附器組成，各吸附器通過優(yōu)化組合交替循環(huán)工作，以達到連續(xù)產(chǎn)氮和提高氮氣回收率等目的。
    變壓吸附（Pressure  Swing  Adsorption,簡稱PSA）技術(shù)是一種先進的氣體分離技術(shù)，因其流程簡單、運行可靠、操作簡便而廣泛應(yīng)用于空氣干燥、空氣分離（提取氮氣或氧氣），其它氣體提純等領(lǐng)域。空氣分離（提取氮氣）是在裝有碳分子篩（Carbon  Molecular  Sieves,簡稱CMS）的吸附器中進行的。