本发明提供一种高效率污氮冷量回收处理空分系统，包括第一气体流通通路和第二气体流通通路，所述第一气体流通通路包括空气过滤器、冷量回收换热器、预冷机组、纯化器、冷箱、主换热器和分馏塔，通过所述第一气体流通通路进行气体分离；所述第二气体流通通路包括分馏塔、主冷凝蒸发器、主换热器、透平膨胀机和冷量回收换热器，通过所述第二气体流通通路进行污氮放空，本发明具有成本低、回收效果好等优点，能够有效回收直接排空污氮的冷量，降低原料空气温度，减少预冷机电耗，节约运行成本，同时本申请智能监测装置的加入，有助于使用实时监测系统的运行状态，即方便了使用，又提高了效率。