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一、催化燃燒的基本原理
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應，其實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提高了反應速率，加快了反應的進行。借助催化劑使有機廢氣（vocs）在較低的起燃溫度條件下，發生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱能。催化燃燒的特點及經濟性：起燃溫度低，節省能源，能耗也小的顯著特點。
二、催化劑的選用
1、催化劑簡介
催化劑的活性分誘導活化、穩定、衰老失活3個階段，有一定的使用限期，工業上實用催化劑的壽命一般在2年以上。使用期的長短與最佳活性結構的穩定性有關，而穩定性取決于耐熱、抗毒的能力。對催化燃燒所用催化劑則要求具有較高的耐熱和抗毒的性能。有機廢氣（vocs）的催化燃燒一般不會在很嚴格的操作條件下進行，這是由于廢氣的濃度、流量、成分等往往不穩定，因此要求催化劑具有較寬的操作條件適應性。催化燃燒工藝的操作空速較大，氣流對催化劑的沖擊力較強，同時由于床層溫度會升降，造成熱脹冷縮，易使催化劑載體破裂，因而催化劑要具有較大的機械強度和良好的抗熱脹冷縮性能。
2、催化劑種類
目前催化劑的種類已相當多，按活性成分大體可分3類：
①貴金屬催化劑。如鉑、鈀、釕等貴金屬，該類催化劑對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且使用壽命長，適用范圍廣，易于回收，因而是最常用的廢氣燃燒催化劑。但缺點是其資源稀少，價格昂貴，耐中毒性差，②過渡金屬氫化物催化劑。為取代貴金屬催化劑，采用氧化性較強的過渡金屬氧化物，對甲烷等烴類和一氧化碳亦具有較高的活性，同時降低了催化劑的成本，常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。③復氧化物催化劑。主要有以下2大類：鈣鈦礦型復氧化物（如：BaCuO2、LaMnO3等）和尖晶石型復氧化物（如：CuMn2O4尖晶石等），一般認為，復氧化物之間由于存在結構或電子調變等相互作用，活性比相應的單一氧化物要高。 
三、有機廢氣（vocs）催化燃燒技術進展
有機廢氣（vocs）是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂料等行業排放的常見污染物，有機廢氣中常含有烴類化合物（芳烴、烷烴、烯烴）、含氧有機化合物（醇、酮、有機酸等）、含氮、硫、鹵素及含磷有機化合物等。如對這些廢氣不加處理，直接排入大氣將會對環境造成嚴重污染，危害人體健康。傳統的有機廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃燒法等，這些方法常有易產生二次污染、能耗大、易受有機廢氣（vocs）濃度和溫度限制等缺點。而新興的催化燃燒技術已由實驗階段走向工程實踐，并逐漸應用于石油化工、農藥、印刷、涂料、電線加工等行業。
四、催化燃燒工藝流程
根據廢氣預熱方式及富集方式，催化燃燒工藝流程可分為3種。 
1、預熱式。預熱式是催化燃燒的最基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下，濃度也較低，熱量不能自給，因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫，燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換，以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。 
2、自身熱平衡式。當有機廢氣排出時溫度較高（在300℃左右），高于起燃溫度，且有機物含量較高，熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平衡，無需補充熱量，通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。
3、吸附-催化燃燒。當有機廢氣（vocs）的流量大、濃度低、溫度低，采用催化燃燒需耗大量燃料時，可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機廢氣（vocs）脫附出來成為濃縮了的高濃度有機廢氣（可濃縮10倍以上），再進行催化燃燒。此時，不需要補充熱源，就可維持正常運行。
五、有機廢氣（vocs）催化燃燒技術的優勢
1、適用于濃度范圍廣、成分復雜的各種有機廢氣（vocs）處理，幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業排放的低濃度、多成分，又沒有回收價值的廢氣，采用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。
2、處理效率高，無二次污染。用催化燃燒法處理有機廢氣（vocs）的凈化率一般都在95%以上，最終產物為無害的CO2和H2O（雜原子有機化合物還有其他燃燒產物），因此無二次污染問題。此外，由于溫度低，能大量減少NOX的生成。 
3、經濟有效。影響催化燃燒法經濟效益的主要因素有：催化劑性能和成本、廢氣處理中的有機物濃度、熱量回收效率、經營管理和操作水平。催化燃燒雖然不能回收有用的產品，但可以回收利用催化燃燒的反應熱，節省能源，降低處理成本，在經濟上是合理可行的。對于有機廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于：燃燒過程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類和濃度；起燃溫度，即有機組分的性質及催化劑活性；熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時，可實現自身熱平衡運轉，無需外界補充熱源，這是最經濟的。
