本实用新型公开了一种提高氧气浓度的空分系统，包括依次相连的空气过滤器、离心式空气压缩机、冷却系统和纯化系统，纯化系统的出口管线的其中一条支管与主换热器相连，主换热器出口依次连接液氧蒸发器、换热器和分馏塔下部，纯化系统的第二条支管与离心式空气压缩机的增压机相连，增压机与分馏塔底部的进口相连，第三条支管与膨胀机的增压端相连，膨胀机增压端与主换热器相连，主换热器与膨胀机进口管线相连，精馏塔的顶部氮气出口管线与主换热器的冷侧进口相连，纯化系统的出口管线的第四支管与膨胀机进口管线相连，膨胀机的出口管道上设置有与其相连的氮气管线，该氮气管线与氮气储罐相连。能保证氧气含量持续稳定的达到99.5％以上。