본 발명의 VOC 제거 시스템은, 흡착존과, 냉각존과, 탈착존으로 구분된 VOC 처리 로터; 공기 내 포함된 VOC가 상기 VOC 처리 로터의 흡착존에 흡착하도록 공기를 압송하는 처리팬; VOC 처리 로터의 탈착존에 부착된 VOC를 역방향으로 열풍을 불어 탈착시키는 재생팬; 탈착존을 통과한 공기를 승온시키는 히터; 및 VOC를 분해하는 촉매 산화기;를 포함하되, VOC 제거 시스템의 초기 가동시 상기 촉매 산화기로 유입되는 공기의 온도가 설정치에 도달해야만 운전을 시작하는 것을 특징으로 한다.  이에 따라, 촉매 산화기로 유입되는 공기가 설정 온도에 도달하기까지 재생팬만 가동하는 무부하 운전을 실시하여 촉매 산화기의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.