预冷系统分为空冷塔和水冷塔，串接与空气压缩机系统和分子筛吸附系统之间。用于降低进分子筛吸附器的空气的温度和含水量。
工作原理：
压缩后的高温空气进入空气冷却塔下部，由下向上穿过空气冷却塔的传质传热单元，依次与常温水泵和冷却水泵进行逆流接触而进行传质传热以达到冷却空气的目的，并除去大部分水溶性有害物质，如：NH3、HCl、SO2、NO2等。常温水由外界供给，冷却水由冷却塔供给。
污氮气从水冷却塔底部进入，与水冷塔顶部进入的常温水充分接触，经热质交换，污氮气被增湿至接近饱和状态排入大气。于此同时，从水冷却塔顶部进入的常温水，被逆流而上的污氮气冷却，并因部分蒸发、大量的气化潜热被带走而降温，从水冷塔底部配出经低温水泵升压后，成为空气冷却塔上部的冷却水。
氮气来源：
由冷箱内的返流污氮气(或氮气)，除满足分子筛纯化再生所需要的一部分外，其余均从水冷却塔下部进入，由下向上穿过水冷却塔的塔板或填料层，与向下喷淋的水进行热质交换。由于污氮(氮气)对应于当地温度是不饱和的，所以有一部分水蒸发形成水蒸汽进入污氮中(氮气)，水蒸发时吸收大量潜热以及水与污氮(氮气)之间的热交换，使得水得到冷却。被冷却的水由水泵压送到空气冷却塔的顶部。水泵所需要的压头一是用来克服空气冷却塔与水冷塔之间的压差；二是用来克服水冷却塔底部到空气冷却塔顶部所需要的位差。
总结：
空冷塔：空气从下到上，温度降低，含水量减少；从上到下，温度升高，水量增加。
水冷塔：污氮从下到上，温度升高，含水量增大；水从上到下温度降低，水量减少。