中空纤维制氨机这种机器利用气体对膜的渗透系数不同而进行气体分离。中空纤维制氮机的关键是膜分离器，其结构见图4-44，它由耐压的钢壳和中空纤维管束组成，每根中空纤维管的管壁，即为起分离作用的膜，管壁厚约100um。其中位于管外表处的活性分离层只有几个微米厚，余下的是疏松的多孔支承层，每台膜分离器内的中空纤维管数多达数万根至数十万根。
不同种气体透过膜时，渗透速率有差异，把渗透系数大的气体称为“快气”，渗透系数小的气体称为“慢气”。压缩空气从一端进入中空纤维管内，氧气（快气）从管内很快透过管壁，富集在管间隙和管与锅壳间隙内，由于两端的管间隙被树脂封死。富氧气体只能从中部的出口排出；氮气（慢气）则穿过中空纤维管，由另一端的富氨口输出，送回气调库。
中空纤维制氮机工艺流程见图4-45，其工作过程如下：空压机1将气调库内气体升压后，送人高效过滤器2进行除水、油、杂质，以免中空纤维管堵塞影响分离效果；然后通过电加热器3，其作用是保证膜的良好渗透系数和分离系数所要求的温度，防止进入分离器的空气中残留的水分结露影响分离效果，加热温度可
以自动控制，由电加热器出来的压缩空气进入中空纤维膜分离器，出来的富氨气体经水冷却器5降温，最后经恒压阀6减压，返回气调库。膜分离器的钢壳外设一定厚度的隔热层，以保证其所需的工作温度和减少工作温度的波动。
