在空氣進入低溫冷箱前對空分進行純化處理，分子篩便是其中的關鍵裝置。分子篩是氣固相吸附劑的一種，分子篩經(jīng)加熱失去結(jié)晶水，晶體內(nèi)形成許多孔穴，其孔徑大小與被吸附氣體分子直徑相近，且非常均勻。它能把小于孔徑的分子吸進孔隙中，把大于孔徑的分子擋在孔隙外。因此，它可以根據(jù)分子的大小，把各種組分分離。

因為氧分子直徑比氮分子小，擴散速度比氮快數(shù)百倍，在空分設備里碳分子篩可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。因而，如果進一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區(qū)分開來。故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鐘就達到90%以上；而此時氮的吸附量僅有5%左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。這樣，如果將吸附時間控制在1分鐘以內(nèi)的話，就可以將氧和氮初步分離開來。

因此，靠壓力差來實現(xiàn)吸附和解吸的。而區(qū)分氧和氮是靠兩者被吸附的速度差，通過控制吸附時間來實現(xiàn)的，將時間控制的很短，氧已充分吸附，而氮還未來得及吸附，就停止了吸附過程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化，也要將時間控制在1分鐘以內(nèi)。