實驗室液氮機是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氮氣，經(jīng)過凈化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進行加壓吸附、減壓脫附。
由于動力學(xué)效應(yīng)，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠(yuǎn)大于氮，在吸附未達到平衡時，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮氣，然后減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等其它雜質(zhì)，實現(xiàn)再生，一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過PLC程序自動控制，使兩塔交替循環(huán)工作，進行氧氮吸附分離，從而得到合格的氮氣，再進入風(fēng)冷無油循環(huán)壓縮機和液化設(shè)備，使氮氣從氣態(tài)變換成液態(tài)，得到液態(tài)氮。
實驗室液氮機主要應(yīng)用于科研教學(xué)、畜牧冷凍儲精、醫(yī)療事業(yè)、機械制造及其他低溫研究領(lǐng)域，充分滿足不同用戶的需求，首先根據(jù)變壓吸附原理，利用PSA制氮機制造出氣態(tài)氮氣，成品氣態(tài)氮氣經(jīng)過緩沖罐緩沖穩(wěn)壓后再進入制冷機產(chǎn)出液氮，主要由變壓吸附制氧單元、氮氣液化單元兩部分組成，其中氮氣液化單元由混合工質(zhì)節(jié)流制冷級和載冷循環(huán)級組成。其中載冷循環(huán)級在混合工質(zhì)節(jié)流制冷級與氮氣流路之間傳遞冷量。
原料空氣由空壓機壓縮后，進入高壓空氣罐，隨后經(jīng)過濾器除雜后進入變壓吸附制氧機吸附塔，經(jīng)氮氧分離后純氮氣進入高壓氮氣罐（90~93 %），然后進入載冷循環(huán)級氮氣液化器中被液化，液氮節(jié)流至常壓后進入杜瓦儲存。混合工質(zhì)節(jié)流制冷級中混合工質(zhì)經(jīng)單級壓縮機、冷凝器、回?zé)釗Q熱器后節(jié)流后為載冷循環(huán)提供冷量，載冷劑由經(jīng)壓縮機、冷凝器后在回?zé)釗Q熱器內(nèi)被混合工質(zhì)節(jié)流制冷級冷卻，節(jié)流后進入氮氣液化器，為變壓吸附制氧單元供給的氮氣液化提供冷量。
實驗室液氮機是基于回?zé)崾焦?jié)流制冷循環(huán)，從環(huán)境溫度至目標(biāo)制冷溫度，優(yōu)選高中低沸點純質(zhì)組元組成多元混合工質(zhì)，使其有效制冷溫區(qū)相互有部分重疊覆蓋，以此完善制冷溫區(qū)分布匹配，實現(xiàn)各沸點組元有效制冷溫區(qū)的接力匹配，由此實現(xiàn)大溫跨的高效制冷，可以在相對小的壓力差下獲得比較高的節(jié)流制冷效應(yīng)。
