一种低能耗氮气膨胀制冷的双塔纯氮制取装置，所述装置包括依次连接的空气过滤器、原料空气压缩机、预冷机组、分子筛系统纯化、冷箱，所述冷箱中设有换热器、过冷器，高压氮塔和低压氮塔，其中高压氮塔分为塔底和塔顶，低压氮塔分为塔底和塔顶，高、低压氮塔塔底和塔顶之间均设有过冷器，所述换热器与氮气膨胀机相连接，所述低压氮塔顶还设有一连接外部的管道，冷箱主要是由单层的珠光砂隔热冷箱组成，在氮气产品压力为3‑5barG时，会采用高压氮塔的氮气进行膨胀制冷，从而使得本发明相对于单塔流程装置，可明显降低制氮产品能耗。