空分液化装置主要分为增压膨胀制冷和换热两大部分。增压膨胀制冷原理与空分的膨胀机一样,以中压氮气作为膨胀介质,液化氧气为例,中压氮气先进入增压端增压(增压的动力来自于膨胀端中氮膨胀做功),然后进入膨胀侧膨胀对叶轮做功,自身温度降低产生冷量,然后节流后进入板式换热器与氧气换热,把氧气冷却到液化温度成为液体。有的液化装置膨胀增压制冷分为两级,两个叶轮,进行两次增压、两次膨胀来实现制冷效果。板式换热器一般也会有切换通道,可以液化氧气,也可以液化氮气,通过切换进入板式的气体种类来实现。