這種換熱器通常用于氮水預冷器。它是由兩個塔組成，一個為水冷卻塔，一個為空氣冷卻塔。塔內充填填料或塔板，氮一水，水一空氣直接接觸進行熱交換。
填料（塔板）式換熱器的工作過程是：
氮一水之間的熱交換不僅靠溫差，主要還是靠氮氣的干燥度。因為從分餾塔換熱器內出來的廢氮氣溫度不僅較空氣溫度稍低，而且含水量也較少，所以，當廢氮氣通過水冷卻塔時，就要吸收水分。冷卻水由于水分的蒸發進人廢氮氣中，其本身溫度便降低了。
經氮氣冷卻的水從水冷卻塔出來后，由水泵輸送到空氣冷卻塔上部噴淋，與下部來的壓縮空氣接觸，進行熱交換，使壓縮空氣溫度降低，水分析出，從而減少了蓄冷器的熱負荷。
氮水預冷器的流程如圖2一35所示。