空分設備是一個大型復雜系統(tǒng)，主要由以下子系統(tǒng)組成:動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液體儲存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

動力系統(tǒng):主要指原料空壓機。

空分設備在低溫下分離空氣，獲得氧氣、氮氣等產(chǎn)品，本質(zhì)上是通過能量轉換來完成的。該裝置的能量主要由原空氣壓縮機輸入。因此，空氣分離的總能耗大部分是原空氣壓縮機的能耗。

凈化系統(tǒng):由空氣預冷系統(tǒng)(空氣冷卻系統(tǒng))和分子篩凈化系統(tǒng)(凈化系統(tǒng))組成。壓縮的原始空氣溫度很高。空氣預冷系統(tǒng)可通過接觸換熱降低空氣溫度，并可洗滌酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)進一步去除空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和一氧化二氮，這些物質(zhì)對空分設備的運行有害。

制冷系統(tǒng):空分設備采用膨脹制冷，整個空分設備的制冷嚴格遵循經(jīng)典制冷循環(huán)。而通常所說的空分制冷設備，只是指膨脹機。

換熱系統(tǒng):空分設備的熱平衡由制冷系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)完成。隨著技術的發(fā)展，目前的換熱器主要采用鋁板式換熱器。

蒸餾系統(tǒng)：空分設備的核心，是實現(xiàn)低溫分選的重要設備。一般采用高低壓兩級蒸餾方式。它包括低壓塔，中壓塔和冷凝蒸發(fā)器。

產(chǎn)品輸送系統(tǒng):空分設備產(chǎn)生的氧氣和氮氣需要一定的壓力來滿足后續(xù)系統(tǒng)的使用。只要是由各種規(guī)格的氧氣壓縮機和氮氣壓縮機組成。

液態(tài)儲存系統(tǒng)：空分設備可以產(chǎn)生某些液態(tài)氧、液氮等產(chǎn)品進入液態(tài)儲存系統(tǒng)，以便在需要時使用。可由不同規(guī)格的儲槽、低溫液泵、蒸發(fā)器等組成。

控制系統(tǒng):大型空分設備均采用計算機集散控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動控制。