在空分精馏塔中，通常是在下塔将空气预分离，精馏成富氧液空和纯氮，然后在上塔进一步精馏，得到氧氮产品。作为连接上下塔的冷凝蒸发器，利用下塔的压力氮来加热上塔的液氧，将液氧蒸发的同时，气氮被冷凝。采用双级精馏塔能使氧氮产品取得较高的提取率和较高的纯度。而单级精馏塔只能取得单一品种的气体，不能同时取得多种产品气体，单级精馏塔的工作原理近似与双级精馏塔的下塔，富氧液空在塔底，在塔顶可得到纯氮气体。单级精馏塔不能完善地分离空气，实际采用较少，但因其结构简单，有时也被用于制取单种产品的小型空分设备中。
