催化燃烧设备是一种涉及到气—固二相的化学变化，其实质原理为在有臭氧参加的标准下产生的深层氧化还原反应。在反映全过程中，添加金属催化剂能够明显减少反映需要的活化能，VOCs 生物富集在金属催化剂表层，在较低点燃溫度下产生无焰点燃，溶解为二氧化碳和水，另外释放出来很多的热。
在催化剂的作用下，挥发性有机化合物可以在较低温度下充分燃烧生成二氧化碳和水，去除率高达90%。催化燃烧法具有能耗低、运行可靠稳定、无二次污染等突出优点。它已在欧美得到应用。催化燃烧设备法都是解决VOCs的关键方式 ，其运用占比约为55%。现阶段，催化燃烧设备法早已变成解决VOCs的主品。
二室RTO工作原理
有机废气通过引风机输入蓄热室1进行升温，吸收蓄热体中存储的热量，随后进入焚烧室进一步燃烧，升温至设定的温度（760℃），在这个过程中有机成分被分解为CO2和H2O。由于废气在蓄热室1内吸收了上一循环回收的热量，从而减少了燃料消耗。
处理过后的高温废气进入蓄热室2进行热交换，热量被蓄热体吸收，随后排放。而蓄热室2存储的热量将可用于下个循环对新输入的废气进行加热。该过程完成后系统自动切换进气和出气阀门改变废气流向，使有机废气经由蓄热室2进入，焚烧处理后由蓄热室1热交换后排放，RTO催化燃烧，如此交替切换持续运行。
有机废气在热交换器中预热到200~400℃后进入燃烧室，通过催化剂床后，烃的分子和混合气体中的氧分子分别吸附在催化剂的表面活化。表面吸附降低了反应的活化能，烃和氧分子在低温下快速氧化，产生二氧化碳和水。 催化燃烧反应的关键是选择合适的催化剂。 对催化剂的要求是活性高，特别是低温活性好，在尽可能低的温度下开始反应。燃烧反应是发热反应，放出大量的热量的话，催化剂的表面会变成500~1000℃的高温，但是由于催化剂容易因熔融而活性降低，因此要求能承受催化剂的高温。
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