VOCs深冷冷凝回收系統中有兩種冷凝方式：直接冷凝和壓縮冷凝。為了提高冷凝效率，直接冷凝一般采用多級連續冷卻法降低揮發性廢氣的溫度，使其冷凝成液體并被分離。VOCs深冷冷凝回收的冷凝溫度一般通過預冷、機械制冷、液氮制冷等步驟實現。根據揮發氣體的組成和要求的回收率，確定冷凝裝置出口揮發氣體的溫度值。
　　預冷器是單級冷卻裝置，其冷凝溫度在各組分的凝固溫度以上，一般在4度左右，目的是使大部分水蒸氣冷凝成水并除去，以降低裝置的能耗。揮發性氣體離開預冷器進入機械制冷階段，可將大部分有機廢氣冷凝成液體回收。如果需要較低的冷卻溫度，機械制冷后再接液氮制冷，有機廢氣回收率可達百分之99。單級機械壓縮制冷裝置的工作溫度范圍為-35～-10℃，串聯的機械壓縮制冷裝置有淺冷級和深冷級組成，其工作溫度范圍為-70～-40℃，用液氮制冷VOCs深冷冷凝回收的工作溫度可達-184℃。多級連續冷卻方法在石油化工行業的油氣回收中應用很廣泛，其凈化程度可滿足世界各國排放標準的要求。

　　VOCs深冷冷凝回收工藝簡單，性能可靠，回收的產品直接為油品。采用單壓縮機自復疊制冷技術開發的純冷凝VOCs深冷冷凝回收裝置，可將油氣溫度降至-100~-120度，正常工況下的功耗與活性炭吸附法相同。