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催化焚烧炉氧化是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化氧化过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。化工废气物焚烧炉和化工三废焚烧炉借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰氧化，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。其反应过程为：在将废气进行催化氧化的过程中，化工废气物经管道由风机送入热交换器，将化工三废加热到催化氧化所需要的起燃温度，再通过催化剂床层使之氧化，由于催化剂的存在，催化焚烧炉氧氧化的起燃温度约为250℃~300℃，大大低于直接氧化法的氧化温度650℃~800℃，因此化工废气物焚烧炉和化工三废焚烧炉能耗远比直接氧化法为低。
催化焚烧炉催化作用的机理是一个很复杂的问题，这里仅做简介。在一个化学反应过程中，化工废气物焚烧炉和化工三废焚烧炉的催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡，所改变的仅是化学反应的速度，而在反应前后，催化剂本身的性质并不发生变化。那么，催化剂是怎样加速了反应速度呢？既然反应前后催化剂不发生变化，那么催化剂到底参加了反应没有?实际上，催化剂本身参加了反应，正是由于它的参加，使反应改变了原有的途径，使反应的活化能降低，从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的，即：
A+B→[AB]→C
其反应速度较慢。当加入催化剂K后，反应从一条很容易进行的途径实现：
A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K
中间不再需要[AB]向C的过渡，从而加快了反应速度，而催化剂并未改变性质。
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