一种空气分离系统，涉及空气分离技术领域，空气过滤压缩系统依次连通空冷塔、分子筛吸附器、主换热器，主换热器连接分馏塔的下塔，下塔连接有第一过冷器和第二过冷器，第一过冷器与第二过冷器均与上塔连通，且第二过冷器还连通有液氮贮罐，分馏塔的主冷连通有液氧贮罐，主换热器还连通有循环氮压机，循环氮压机连接主换热器、高温膨胀机组，高温膨胀机组连通有第一冷却器，第一冷却器连通有低温膨胀机组，低温膨胀机组连通有第二冷却器，第二冷却器连通主换热器，所述高温膨胀机组与低温膨胀机组均连接主换热器。本本系统采用氮气增压循环、高低温双膨胀流程，结构合理，减少了不必要的工艺设备，有效简化了空分设备，节省成本，提高效率。