本实用新型提供一种混合气体中单一气体的富集纯化设备，包括能够冷冻吸附混合气体中的部分目标外气体的预纯化冷阱，其设有供混合气体进入的混合气进口；富集冷热阱，其中可拆卸地填充不同规格的分子筛，富集冷热阱的进气口与预纯化冷阱的出气口通过第一开关阀连接；用于降低富集冷热阱的温度的冷冻装置；用于使富集纯化设备达到预设真空度并能够将混合气体中没有被吸附的其他目标外气体排出富集冷热阱的真空获得系统，其抽气口与富集冷热阱的出气口连接；用于加热富集冷热阱以使富集冷热阱吸附的目标气体完全释放的加热装置；通过第二开关阀与富集冷热阱的出气口连接的纯化输出口。实现了对不同分子量的混合气体中单一气体的提取和纯化。