空分裝置不但是空氣在深冷條件下精餾分離的過程，同時也是保持空分裝置處于深冷狀態(tài)并制取深冷液體產品的過程。因此空分裝置除了精餾過程外，還有一個非常重要的制冷過程。
????和一般的熱泵制冷過程不同，空分裝置的制冷原理是等溫焓差和膨脹制冷。深冷空分技術發(fā)展初期，空分裝置所需要的制冷量完全來自等溫焓差，相應地空氣需要加壓到很高的壓力，后來出現(xiàn)了吸附純化和膨脹制冷，空氣壓力不斷降低，目前雙塔流程的空氣壓力一般為5-6αtm，其中等溫焓差產生的冷量約占總冷量的15%，膨脹制冷產生的冷量約占總冷量的85%。如果要提高制冷量或者制取較大數(shù)量的液體產品，辦法是提高空壓機的出口壓力，空氣壓力的提高從兩個方面增加了制冷量，一是提高了膨脹制冷的膨脹比，二是提高了膨脹制冷膨脹前的溫度。但由于受到膨脹制冷空氣量和膨脹比的限制，能夠制取的液體產品數(shù)量是有限的，大約只能達到空分裝置氧氣產量的10%。要進一步提高液體產品數(shù)量就需要對雙塔流程進行調整。
????新單塔流程和雙塔流程不同，空氣精餾是由氮氣熱泵壓縮機，空氧空氣熱泵壓縮機，粗氬熱泵壓縮機承擔的，而空壓機只承擔空氣原料輸送及膨脹制冷的功能，如果空壓機的出口壓力和雙塔流程空壓機相同，那么膨脹制冷量除了補償熱端溫差及空分裝置外，液體產品量可以達到空分裝置的氧氣產量25%左右?？鄢后w產品能耗，氣體產品能耗比雙塔流程低20%以上。

空分裝置的產品方案是給定的，不可以隨便調整，空分裝置的產品方案不但有氧氣氮氣氬氣的產品數(shù)量和純度，也包括液體產品的數(shù)量和純度。液體產品純度一般情況下和氣體產品純度接近，而液體產品的數(shù)量卻是一個大問題，空分裝置的工藝方案會產生重大的影響。
????新單塔流程空壓機出口壓力在5-6αtm時，精餾和制冷都會實現(xiàn)很高的效率，這種情況下，采用新單塔流程的空分裝置液體產品數(shù)量達到氧氣產品數(shù)量的20-25%，如果產品方案中的液體產品數(shù)量低于此數(shù)，較簡單的辦法是降低空壓機出口壓力，但這種辦法會大幅度降低膨脹制冷效率，這樣相對于雙塔流程的精餾能耗優(yōu)勢將被制冷低效率抵消，因此通過直接降低空壓機出口壓力來實現(xiàn)低液體產品方案是不可行的。
????在保持新單塔流程精餾**率的前提下，要實現(xiàn)低液體產品數(shù)量的產品方案，需要保持空壓機出口壓力基本上不變的條件下，需要新單塔流程的工藝方案進行必要調整以減少通過膨脹機的空氣數(shù)量以在保持膨脹制冷效率基本不變的條件下減少膨脹制冷量，或者增加空分裝置需要的制冷量。

古典單塔流程是較先得到工業(yè)化運用的深冷空分流程，但古典單塔流程存在很大的缺點，一是無法同時制取氧氣和氮氣，二是氧氣提取率只能達到70%左右。而要解決古典單塔流程的缺陷，有兩個改進方案，一是目前的雙塔流程，先把壓力空氣在一個帶冷凝塔中進行冷凝精餾分離形成液氮和富氧液空，然后再在常壓精餾塔中進行精餾分離同時制取氧氣和氮氣。另外一個改進方案是在古典單塔流程的精餾段增加一個以氮氣為循環(huán)工質的熱泵精餾系統(tǒng)。同樣可以實現(xiàn)同時制取氧氣氮氣產品及提高氧氣提取率。其實從精餾角度來說，采用雙熱泵工藝方案的新單塔流程和雙塔流程的上塔并無本質的不同，只不過雙塔流程采用的是一拖二的熱泵精餾，而新單塔流程采用的是直接雙熱泵工藝方案而已。而一拖二熱泵必然造成熱泵效率的大幅度下降，這一點雙塔流程的缺陷，在膨脹制冷末出現(xiàn)之前，雙塔流程有其合理性，而在膨脹制冷吸附純化技術出現(xiàn)之后，雙塔流程的這個缺陷已經暴露。
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