本发明涉及一种深冷法制取纯一氧化碳和富氢气的装置及方法，该装置包括前端预处理单元和深冷分离提纯单元，所述深冷分离提纯单元包括第一主换热器、第二主换热器以及精馏塔，所述精馏塔包括塔体和塔体底部的蒸发器，所述深冷分离提纯单元还包括第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器及第四气液分离器；本发明通过焦耳-汤姆逊效应为整个装置提供冷量的能耗低、换热效果好、工艺流程简单。本发明公开的深冷法制取纯一氧化碳和富氢气的装置及方法换热效果更加理想，并且无需氮气循环制冷及大量液氮补充，减少设备，降低能耗。