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催化燃烧设备是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下进行氧化分解的废气处理设备。催化燃烧设备采用多气路连续工作，多个活性炭吸附箱交替工作，一个催化燃烧室。活性炭吸附箱对废气进行吸附，当快达到饱和时停止吸附操作，马上进行脱附处理。同时第二个活性炭吸附箱进行吸附浓缩，当快达到饱和时停止吸附操作，马上进行脱附处理。依此类推，以后的几套活性炭吸附箱进行与首套活性炭吸附箱相同的吸附脱附过程。这些脱附下来的废气已被浓缩（浓度较原来提高几十倍）并送入催化燃烧室进行催化燃烧，在200～400℃的高温条件下在催化剂的催化作用下进行催化氧化反应，即“燃烧”，使废气转化为无害的CO2和H2O排出。
催化燃烧过程是一个放热反应过程，反应后的热量通过热交换器被回收利用，所以催化燃烧设备只需要前期进行设备的电加热，后期只消耗风机的功率。