通常,空气分离塔将下塔中的空气预分离,将其精馏为富含氧气的液态空气和纯氮气,然后在上塔中将其进一步精馏以获得氧气和氮气产品。上,下塔之间的连接是冷凝蒸发器。它利用下塔的压力氮气加热上部塔中的液态氧,以便在液态氮冷凝的同时蒸发液态氧。使用两级蒸馏塔的优点在于产物具有较高的提取速率,并且可以同时获得高纯度的氧气和高纯度的氮气。
也可以用单级蒸馏塔生产氧气和氮气产品,但只能分别生产一种产品。它类似于两级精馏塔的下部塔,在该塔中,可以在塔的顶部获得纯净的氮气产品,在塔的底部获得富氧的液态空气。通过富氧液体空间节流后的低温液体在冷凝器中冷凝氮气,作为精馏所需的回流液体。同时,富氧的液态空气吸收热量并蒸发,将其作为副产物吸入。它还含有大量不能提取为产品的氮成分(约60%)。空气液化后,将其作为回流液体节流到塔的顶部,并且可以在塔的底部获得高纯度的液氧。但是,由于在塔顶喷洒的液体中的氧气含量很高,因此从塔顶排出的蒸汽不能是纯氮气,其中含有约7%的氧气,也就是说,三分之一的氧气不会被提取出来。产品而丢失。可以看出,单级蒸馏塔对空气的分离是不完善的,在实践中很少使用。