空分設備是一個大型的復雜系統，主要由以下子系統組成：動力系 統、凈化系統、制冷系統、熱交換系統、精餾系統、產品輸送系統、液體貯存系統和控制系統等。
動力系統：主要是指原料空氣壓縮機?？辗衷O備將空氣經低溫分離得到氧、氮等產品，從本質上說是通過能量轉換來完成。而裝置的能量主要是由原料空氣壓縮機輸入的。相應地，空氣分離所需要的總能耗中絕大部分是原料空氣壓縮機的能耗。
凈化系統：由空氣預冷系統（空冷系統）和分子篩純化系統（純化系統）組成。經壓縮后的原料空氣溫度較高，空氣預冷系統通過接觸式換熱降低空氣的溫度，同時可以洗滌其中的酸性物質等有害雜質。分子篩純化系統則進一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亞氮等對空分設備運行有害的物質。
制冷系統：空分設備是通過膨脹制冷的，整個空分設備的制冷嚴格遵循經典的制冷循環(huán)。不過通常提到的空分制冷設備，只要是指：膨脹機。
熱交換系統：空分設備的熱平衡是通過制冷系統和熱交換系統來完成的。隨著技術的發(fā)展，現在的換熱器主要使用鋁制板翅式換熱器。
精餾系統：空分設備的核心，實現低溫分離的重要設備。通常采取高、低壓兩級精餾方式。只要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發(fā)器組成。
產品輸送系統：空分設備生產的氧氣和氮氣需要一定的壓力才能滿足后續(xù)系統的使用。只要由各種不同規(guī)格的氧氣壓縮機和氮氣壓縮機組成。
液體貯存系統：空分設備能生產一定的液氧和液氮等產品，進入液體貯存系統，以備需要時使用。只要是由各種不同規(guī)格的貯槽、低溫液體泵和汽化器組成。
控制系統：大型空分設備都采用計算機集散控制系統，可以實現自動控制。（DCS）
在應用低溫精餾原理制氧的設備中，為了保證空氣在低溫區(qū)精餾分離的正常進行，必須在常溫區(qū)對空氣進行過濾、預冷和凈化等預處理。
空氣中含有大量塵埃，空氣透平壓縮機（簡稱空壓機）在長時間的高速運行中，粉塵會造成機器內部的葉輪，葉片等零部件的磨損、腐蝕和結垢，縮短機器使用壽命，因此必須設置原料空氣過濾器，以清除空氣中的塵埃。
經空氣透平壓縮機壓縮后的空氣溫度升高至80度以上，導致后續(xù)吸附和換熱不能正常進行，通過設置空氣預冷系統可以有效的降低進入空分設備的空氣溫度。
原料空氣中除了有大量的塵埃外，還有水分，二氧化碳，和乙炔等碳氫化合物，現代空分設備大多數采用分子篩純化系統來清除這些雜質，以提高進入冷箱空氣的潔凈度，防止水分和二氧化碳濃縮而威脅空分設備的正常運行。因此，氣體過濾、預冷和凈化設備是空分設備內不可缺少的一個組成部分。
除塵機理共有以下5種：
1 慣性撞擊：較小的顆粒能夠通過過濾芯的微孔，但通過過濾介質的路徑曲折，顆粒具有足夠的質量和動量與濾芯纖維碰撞并被阻擋和捕獲。
2 布朗擴散：非常小的顆粒質量極小，在隨氣流做布朗運動擴散時，與濾芯纖維碰撞，從而被濾除。
3 直接攔擋：對塵埃粒子大于1微米的顆粒，通過過濾介質材料的微孔時，由于顆粒直徑大于微孔直徑，而被直接阻擋、攔截，達到去除雜質的目的。
4 重力沉降：塵埃顆粒在不斷的集合，直到其質量變得足夠大，在重力的作用下，越落到過濾器底部，或者被排灰閥排出。
5 靜電沉降：靜電使粉塵改變運動軌跡并撞向障礙物，靜電力參與粘住的工作
