变压吸附制氮装置的设计依据是变压吸附理论。吸附的基体为各类吸附剂，如：铝胶、硅胶、活性炭及分子筛。在变压吸附制氮装置当中，吸附剂大多采用各类分子筛(沸石分子筛、碳分子筛)，各类分子筛有其吸附的特定选择性，如制氮吸氧常采用3A碳分子筛，而吸附H20、C02多选用13X沸石分子筛。变压吸附制氮装置的工作原理：洁净的带压空气(氧氮混合气)通过某种碳分子筛，其中的大部分氧气及剩余的微量水分被分子筛吸附，氮气则未能被吸附而排放出来，此为吸附制氮阶段。而在压力减低为大气压或负压下，分子筛吸附氧的能力下降则解析出其在受压状态下所吸附的氧、水，此为解析再生(制氧)阶段。解析后的分子筛又可以进行下一周期的吸附制氮阶段，循环反复，从而得到一定纯度氮气，同时得到一定纯度的富氧空气。
吸附器的参数设计& w( H& R8 K+0 j- X
①吸附器最小直径D0的确定
吸附器的设计首先考虑的是吸附器的空塔速度V0，不同性能的吸附剂其允许的空塔速也各有差别。根据加工空气量Q2与空塔速度V0就可以计算出吸附器最小直径D0。
②吸附器容积V的确定
吸附器容积V由三部分组成：装填分子筛Q1所需的容积V1，相关结构件所占的容积V2以及其它缓冲、均布稳定气流所需的容积；其中V，由参数设计确定，V2、V3由结构设计确定。
空气压缩系统、冷干机系统的确定:由于分子筛对加工空气的压力、露点、含油量皆有较高的要求，因此常选用无油润滑空压机或油润滑空压机加多级油雾过滤器来保证对含油量的要求；选用冷干机来保证其对空气的露点要求。在该装置中，采用无油润滑空压机，其技术数据：加工空气量10m3／h(Q2)、出口压力0．8MPa。而冷干机所要求达到的压力露点不大于5℃。