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催化燃燒設備廢氣處理過程主要包括三部分吸附氣體過程、脫附氣體過程，催化燃燒過程。
1、吸附氣體流程利用活性炭的物理特性對VOC有機廢氣進行吸附，且蜂窩狀活性炭比表面積大、吸附能力強特性，將有機廢氣吸附到活性炭的微孔中，從而使氣體得以凈化，凈化后的氣體再通過風機排空；
2、脫附氣體流程當活性炭微孔吸附飽和時，將不能再進行吸附，此時利用催化床產生的高溫熱風對活性炭進行脫附，活性炭微孔中的有機物遇高溫后自動脫離活性炭，使活性炭再生。
3、脫附下來的有機物已被濃縮（濃度較原來提高幾十倍）并被送入催化燃燒室進行催化燃燒，在催化劑上在250～300℃進行催化氧化，使其轉化為無害的CO2和H2O排出，當有機廢氣濃度達到2000PPm以上時，有機廢氣在催化床可維持自燃，不用另外再行加熱，燃燒后的尾氣一部份直接排到大氣，大部份熱氣流被再次循環送往吸附床，用于對活性炭的脫附再生。這樣既能滿足燃燒和脫附所需熱能，又能達到節能的目的，再生后的活性炭可用于下次吸附。該設備可采用雙氣路連續工作，工作量較大時設兩個吸附床交替切換使用，一個催化燃燒室，先將有機廢氣經其中一個活性炭吸附床對氣流中的廢氣進行吸附，當活性炭快達到飽和時吸附床兩端的密閉閥門同時關閉，即停止吸附工作，同時另一臺吸附床自動打開開始接替吸附工作。如此以來兩臺吸附床切換運行可實現大工作量的連續工作
有時為了增加催化燃燒設備的使用壽命，可以在催化燃燒設備之前加設一臺預處理設備，例如噴淋塔、干式過濾器或者除塵器，這些設備可以過濾廢氣中的顆粒物及粘性成分。