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低温空分系统是煤化工、冶金和航天等重要领域的关键支撑之一。然而，作为低温空分系统最大的耗能单元，空气压缩机的效率提升已接近瓶颈，压缩能耗居高不下，产生大量低品位、低能量密度的压缩余热，有效利用该部分余热可望成为提升压缩过程能效的重要突破口。本文首先从热力学角度对不同压缩过程进行了分析，总结了空分应用中压缩过程的主要特点，分析了减少压缩能耗的基本方向。在此基础上，对低温空分系统中压缩余热的特殊性进行了总结凝练。最后，立足于直接热利用和能量品位提升两个视角，从相对广义的压缩余热利用逐步聚焦到空分系统内压缩余热利用，综述了国内外的相关研究进展，并展望了空分压缩余热利用的未来研究与应用方向。