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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，催化劑表面先通過吸附，使反應物分子富集于表面，進而進行催化反應。由于催化劑能夠降低反應的活化能，因此可使有機廢氣在較低溫度下發(fā)生無焰燃燒，分解為CO2和H2O，同時放出大量的熱，從而使廢氣中的有害物質得以清除。其反應過程為：
催化燃燒反應溫度低，燃料消耗少，裝置簡小，操作安全，建設費及成本都低，并且不產生氮氧化物。如果把催化燃燒法與直接（熱力）燃燒法進行對比，則可明顯地看到催化燃燒法的優(yōu)點，詳見下表：
目前，催化燃燒使用的具有代表性的催化劑有鉑、鈀系類。兩者的催化溫度是不用的，鉑比鈀的催化溫度低，活性高于鈀。鉑的有機溶劑催化燃燒的起燃溫度為200℃。此時像甲醛、甲醇等就可*氧化。但是，一般溶劑催化燃燒的起燃溫度在300℃，如甲酚、醋酸等。所以催化溫度的選擇，首先取決于有機溶劑的成分，這樣才能保證凈化效率。
在催化劑中鉑比鈀貴，因此，實際選用鈀作催化劑比較多。為了使溶劑充分燃燒，可以適當提高起燃溫度。因此，在對有機物進行催化燃燒之前，必須了解有機廢氣中的有機成分，才能使溶劑氧化*，實現達標排放。下表是有催化劑和無催化劑時的氧化溫度比較：
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