催化燃燒設備分別是直接燃燒和催化氧化燃燒。直接燃燒法是指當燃燒氣體的同時，通過氧化及高溫下的熱分解的方法，將燃燒室中的VOCs進行降解，將的VOCs氣體輸入到燃燒室后，當高溫、充足空氣等客觀因素條件完善的前提下，將廢氣充分燃燒，終使其分解成CO2和H2O。而直接燃燒法就是燃燒可燃的這一類VOCs廢氣，該方法在處理高濃度VOCs廢氣方面，表現出的效果較佳，但相應的對溫度的控制要求很高，在高溫的條件下，當溫度在1100℃附近，去除效率可達95%以上，但是如果當廢氣中含有Cl、S、N等元素時，則直接燃燒法會產生HCl、SOx、NOx等氣體，造成二次污染。
催化燃燒技術是近幾十年在大力倡導環保與節能趨勢下而發展的一門新型技術。催化燃燒法是使用不同種類的催化劑，利用其可以降低反應活化能的原理，使VOCs在溫度比較低的情況下，將其氧化為CO2和H2O，一般當溫度控制在300℃~450℃的范圍內，絕大部分碳氫化合物可在被其氧化，并且去除率高達95%以上，但是催化劑有的使用壽命，且在催化劑的使用過程中，廢氣的濕度和種類對催化劑的催化氧化效果有很關鍵的影響，如果廢氣中出現其他物質，很可能會引發催化劑的中毒，故的催化劑應具備高活化能力、高熱穩定能力和水熱穩定能力等特點，目前應用比較多的金屬氧化物催化劑有Pd、Pt、Rh、Au、Mn、Co、Ce，而其中Pd、Pt、Rh、Au為貴金屬。然而貴金屬有價格昂貴、且易燒結等缺點，因而新型復合型催化劑是未來的方向。
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廢氣進行吸附，且蜂窩狀活性炭比表面積大、吸附特性，將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，活性炭微孔中的物遇高溫后自動脫離活性炭，使活性炭。
3、脫附下來的物已被濃縮（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，使其轉化為的CO2和H2O排出，當廢氣濃度達到2000PPm以上時，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。這樣既能滿足燃燒和脫附所需熱能，又能達到節能的目的，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。
催化劑是催化燃燒法的核心，一種好的催化劑具備催化活性高、熱穩定性好、、壽命長等特性。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學轉化率。而轉化率不僅與催化活性材料自身的活性有關，而且與催化載體的物理形狀有著直接關系。所以，在選擇適應的催化活性材料的同時，還考慮催化載體的物理形狀，催化劑有較高的活性，達到催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩定性好。由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑不能適應范圍內的溫度變化，催化劑的性能就會下降，凈化效率就會降低。因此，催化劑具備適應范圍內的溫度變化。
3、。在催化燃燒過程中，催化劑往往會因高溫、振動和氣流等因素的作用，使催化劑產生破裂和磨損，破裂和磨損會造成催化劑的活性降低，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。
4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴，所以，設計時選用催化劑時應盡量使用壽命較長的催化劑。
催化燃燒設備設計時應考慮以下幾方面問題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料，或用雙層夾墻結構。
2、便于清洗和換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。
