生物气作为一种可再生能源已经进入资源化利用进程；因此对生物气的净化预处理系统产业也蓬勃发展起来。冷冻脱硅氧烷系统是近几年来推出的一种新型生物气净化系统；通过加压和低温处理,对生物气中的硅氧烷脱除率最高可达90%以上。但冷冻脱硅氧烷系统行业仍处于探索阶段,对于该系统的设计和实际运行效果既没有行业标准又缺乏相关经验数据和文献参考；因此,如何设计出一套高效、节能并且稳定性好的冷冻脱硅氧烷系统成为一大需要攻克的难题。制冷装置系统仿真在制冷行业已经发展得比较成熟,通过建立准确的数学模型和利用计算机强大快速的计算性能,对制冷系统进行仿真研究,不仅可以缩短探索时间,还能节约不必要能耗。因此,采用仿真的方法对冷冻脱硅氧烷系统进行研究具有重大意义。本文主要是针对冷冻脱硅氧烷系统中各部件结构性能的研究。先通过实验的测试,分析了系统开机缓慢的影响因素和影响效果,测试了在初步设计的系统基础上,对相同压力下空气的处理效果,得到了预冷器和蒸发器之间相互耦合的平衡点数据。建立了生物气热物性计算模型,并通过编制生物气热物性计算文件,可用于系统仿真中的调用。采用“三次方十系数法”对涡旋压缩机建模,应用稳态分布参数法分别对冷凝器、蒸发器和预冷器建立数学模型,并通过将预冷器和蒸发器之间生物气各点温度和焓值建立蒸发器和预冷器的耦合关系；通过与实验值的比对验证了模型的可靠性。在建立的部件模型基础上,分别对在变来流生物气温度、变生物气体积流量和变蒸发温度下,系统的性能参数和处理效果进行了分析；并对不同工况下,蒸发器和预冷器在系统中的匹配度进行了评价。通过试算法对蒸发器和预冷器的结构参数进行了改进,以达到更佳的换热效果和更好的运行性能。建立了系统的仿真模型,在不同工况下对系统运行性能进行了仿真,并分析工况变化对了蒸发器和预冷器的平衡态的影响。