碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也都随着压力的升高而升高，如图1所示，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附的速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧的分子
图1氧氮吸附等压平衡线
直径比氮小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约lmin就达到90％以上；而此时氮的吸附量仅有5％左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在lmin以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，见图2所示。
图2氧氮动力学吸附曲线 Q-平衡吸附量；g-瞬时吸附量
也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制得很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在lmin以内。 |
