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催化燃烧炉内部主要由换热器、不锈钢炉膛、隔离式加热器以及装载有催化剂的催化燃烧室等组成，炉体外部包裹隔热棉保温，外部结构由Q235碳钢板制作。
有机废气焚烧温度如果超过800℃，废气将会完全分解成CO2和H2O，但是在高温状态下，设 备容易变形，热量损耗高，设备损耗大。在使用贵金属铂和钯做为催化剂，在催化剂参与反应 时，能够将有机废气催化氧化反应温度从800℃降低到250℃左右，同时发出大量热能。
先打开催化燃烧床电加热器加热气流送入活性炭吸附床，脱附出来的有机溶剂再经加热室中加热，逐步上升到250～300℃的反应温度，再进入催化燃烧室，于催化剂的作用下，有机废气氧化分解并释放大量热，在理想条件下催化反应温度可达到500～550℃，热气流过上层的热交换器将热量释放给刚进入催化床的脱附气流，使其达到催化反应温度，这时可以关闭电加热装置，实现热平衡，节约了能源。
后来，使用两种以上金属氧化物的混合物，如二氧化锰-氧化铜(3:2)配合物、氧化铁-三氧化铬配合物、氧化铜-三氧化铬配合物、钴、锰尖晶石型配合物、铜、锰、镍、铬酸锌等。复合氧化物虽然可以提高一定的催化性能，但其氧化活性不如贵金属。此外，还有金属硫化物，如钍、镍、钼、钴硫化物。这种催化剂一般只适用于含硫烃类的催化燃烧，使用温度限制在300 ~ 400℃，高温下容易分解。
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