催化燃烧根据不同的场合和不同的废气成分有不同的工艺流程。但是，无论采用哪种工艺，它都由以下工艺单元组成。这里是一个简单的介绍。
（1） 为避免催化剂床层堵塞和催化剂中毒，废气进入床层前必须进行预处理，去除废气中的粉尘、飞沫和催化剂毒物。
根据《催化燃烧法工业有机废气处理工程技术规范》（hj2027-2013），当废气中含有颗粒物时，应通过预处理工艺将颗粒物含量降低到10mg/m2以下。
（2） 预热装置预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂有一个最低催化活性温度，即催化燃烧催化剂的启动温度。只有当废气和床层温度达到启动温度时，才能进行催化燃烧，因此必须设置预热装置。但当废气本身温度较高时，如漆包线、绝缘材料、烤漆等干燥废气，温度可达到300℃以上，无需设置预热装置。
通过预热装置加热的热气可以采用换热器和床内管道布置的形式。预热器的热源可以是烟气或电加热，目前应用广泛。催化反应开始时，尽可能利用回收的反应热对废气进行预热。当反应热较大时，应设置余热回收装置，以节约能源。
预热废气的热源温度一般超过催化剂的活性温度。为了保护催化剂，加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离，使废气温度分布均匀。
预热装置的外部应设有保温层。从预热的需要出发，催化燃烧法最适合于连续排气净化。如果间歇式排气，不仅每次预热都需要消耗能量，而且反应热不能回收利用，会造成很大的能源浪费。这一点设计和选择时应该注意。
（3） 催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。反应器的设计应按规范进行，应便于操作、维护和催化剂的装卸。催化燃烧反应器通常设计成篮状或抽屉状组件。
催化燃烧的工艺设计中，应根据处理气体量大的场合的具体情况设计构件的施工工艺，即预热器和反应器应独立安装，并采用管道连接。对于处理气量小的场合，可以采用催化燃烧炉将预热和反应结合起来，但要注意预热段与反应段的距离。
当废气中含有腐蚀性气体（如硫、氯、氮等有机化合物）时，反应器内壁和换热器主体应选用防腐等级不低于316L的不锈钢；同时辅助脱硫，设置催化反应器后的脱氯脱硝工艺，确保废气达标排放。
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