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在活性炭吸附到飽和程度后，切換到脫附床。脫附需要外加熱量，加熱裝置安裝在催化氧化床的內部，開啟后同時預熱催化劑。催化燃燒設備氧化床達到設定的溫度后，將熱空氣引入脫附床內部，有機廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解出來。
活性炭吸附脫附階段：經過前面的預處理后，廢氣通入后端的活性炭塔進行吸附處理，通過活性炭表面的孔隙吸附廢氣分子，吸附廢氣。當活性炭飽和后，把裝置切換到脫附模式，對活性炭進行脫附。脫附新鮮空氣首先經過新風入口的換熱器和電加熱室進行加熱，將空氣加熱，進入活性炭床，炭床受熱后，活性炭吸附的廢氣會揮發出來，此時廢氣變成高濃度小風量的廢氣。
高濃度的有機廢氣在外力的作用下進入氧化床中，通過金屬鉑的催化作用，被燃燒分解為水和二氧化碳，廢氣通過這一操作得到凈化。這一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰，并產生較大的熱量。我們可以將活性炭再次回用到有機廢氣的脫附與燃燒氧化中，從而降低能源消耗。
催化燃燒過程在有機廢氣濃度較大時，燃燒產生的熱量過多會導致催化氧化床的溫度較大，進而影響整個廢氣處理系統的安全性。系統含有冷空氣補充裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度，從而保證系統操作的安全性。
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