本实用新型属于空分设备技术领域，旨在提供一种加氢脱氧闭环控制系统，包括PLC控制系统、催化剂氢氧反应塔和除水除尘装置，所述PLC控制系统连接中低纯氮气压力传感器、中低纯氮气流量变送器、中低纯氮氧量分析仪、氢气流量控制器、氢气压力传感器、高纯氮氧量分析仪和高纯氮氢量分析仪；所述加氢脱氧闭环控制系统还设有低纯氮气进口、氢气进口和高纯氮气出口；低纯氮气和氢气一同进入催化剂氢氧反应塔内发生氧化反应，将低纯氮气中的氧气反应消耗，提高氮气纯度。本实用新型充分利用闭环控制系统特点，精确的控制加氢量，使得高纯氮气产品中的残余氢含量更低，提高了氮气纯度，同时更加节省氢气。