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由于冷箱内处于极低温，因此在冷箱内充填了绝热材料珠光砂。有时还将冷箱内部抽成真空，以提高绝热效果。加工的压缩空气在热交换器中国被返流的气体冷却到接近液化温度，送入氮气塔的下部。通过低温精馏，空气被分离，在氮气塔的顶部得到高纯氮，在氮气塔的底部得到富氧液空。富氧液空被送入位于氮气塔顶部的冷凝蒸发器的蒸发侧，富氧液空的蒸发使氮气塔顶部（冷凝蒸发器的冷凝侧）的大部分高纯氮气被冷凝为精馏过程所必需的回流液，在除去了氢和氖、氦氦等不凝性气体之后，在氮气塔的顶部引出的高纯氮在热交换器中冷却压缩空气后被复热，然后送往用户。