催化燃烧装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成，如图1所示。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。(4)热量回收方法在能耗可以接受的情况下，对于风量较小的情况，一般采用简单管直接换热来回收热量；对于超出可接受范围的能耗，一般需要大风量的再生催化燃烧，可以提高热量回收效率。国内外主要研究的催化剂基本上有两大类:一类为催化剂，这类催化剂的活性和稳定性好，技术较为成熟，但由于价格高，资源短缺，所以，未能将其产业化;另一类为非金属催化剂，主要集中在过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂(钙钛型复氧化物和尖晶石型复氧化物)的研究方面。寻找来源丰富、价格低廉、性能相当的非催化剂，以替代传统的催化剂用于催化燃烧过程已成为了研究的一个重要方向。
2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀，并保证火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料，或用双层夹墙结构。石油化工中的结焦不仅会使炉管传热系数降低、造成局部过热现象、缩短炉管寿命，而且会降低装置处理量，严重制约装置的正常运转，因此需要定期烧焦。计算机控制下蒸汽—空气在线烧焦是国内采用的较为先进的技术，但其存在的较大问题是烧焦时间过长。如果在石油化工装置烧焦过程中，加入一种烧焦助燃剂，就可以通过降焦反应的活化能，大幅度提高烧焦反应速度，就能够在较低的温度下，达到缩短烧焦时间的目的。这一技术的研究有了一些突破性的进展。
(3)安全有机废气一般。虽然高浓度可以回收有机燃烧产生的部分热量，降低能耗，但在处理过程中必须将其浓度控制在极限以内。一般需要设置防爆板、可燃气体探测器、紧急排空阀、稀释阀、防火阀等。2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业的生产过程中都涉及到有机挥发化合物的使用和排放。有害的有机挥发物通常是烃类化合物、含氧有机化合物、含氯、硫、磷及卤素有机化合物，这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。传统的有机废气净化处理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃烧法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。为了克服传统有机废气处理方法的缺陷,人们采用催化燃烧方法来对有机废气进行净化处理。
催化燃烧不但可以使燃料得到充分利用，而且无论是从能源利用角度还是从环境保护角度考虑，其技术进步都会对社会发展产生重大影响。对催化燃烧技术的研究不应只停留在理论及实验室水平上，更具有现实意义的是应该让催化剂成为一种产业走进我们的生活。催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它借助催化剂降低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度200～ 300℃下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程，使其多数形成分子氮(N2)。催化燃烧技术的研究与应用已经进入一个快速发展的阶段，它的作用也越来越被人们所重视。例如,汽车及其他机动车中由于引入了催化燃烧技术，节省了燃料，降低了废弃物的排放，使环境污染的程度大大降低。应用在锅炉燃煤中,实现了贫燃料的燃烧过程，打破了传统火焰燃烧的可燃界限，能进一步提高燃气炉的燃烧效率和热效率。另外，催化燃烧技术也已成功应用于其他领域，例如家用燃气的催化燃烧，水泥熟料的煅烧,但进一步的深入研究仍是非常必要的，例如石油化工企业中加热炉炉管烧焦技术上的应用研究等等。可见，催化燃烧领域的应用之广，意义之大，在未来的社会发展中，它具有举足轻重的地位，对节能降耗，合理利用资源和保护环境上都具有重要的推动作用。因此，大力推进催化燃烧技术的研究工作，积极推广催化燃烧技术的应用，对社会的发展和环境的保护具有深刻积极地意义。