膜分离依靠不同气体在膜中溶解和扩散系数的差异而具有不同的渗透速度来实现气体分离。这种分离技术被誉为近年化学工业的重大突破。膜分离制氮机主要由空气过滤器、加热温控系统、膜组件及仪表控制系统组成。

v膜分离制氮工艺
　　净化后的压缩空气经过成千上万根中空纤维组成的膜分离组件，根据气体各组分的分压在中空纤维内腔（原料侧）与外腔（渗透侧）所形成的分压差，当气流沿中空纤维内腔表面流动时，各组分在共分压差的推动下，溶解、扩散、渗透到丝外。“快气”如O₂、H₂O迅速渗透。所以丝外（渗透）气流量为富氧空气，压力为一个大气压，被管壳排放口排放至大气中。而那些氮气、氩气的溶解扩散速度较慢，决定了它们通过膜的渗透速度较慢，因此管程（非渗透侧）气流为富集的氮气，从管程另一个口产出，成为成品气。

v膜分离制氮特点与优势
　　无运动部件，易损件少，维修量低。
　　通过增加膜组件数，可以轻松实现设备增容。
　　设备易于操作开关方便，无需专人值守。
　　对外部条件要求宽松，抗化学能力强，耐酸碱性气体及水汽腐蚀。
　　成品氮气露点低，一般低于-50^oC（常压）。
　　膜组件经过十年以上的实践检验证明了它的耐久性，膜寿命可达10年。