催化燃燒爐，英語簡稱CTO或CO，后面稱之為CTO，以區別一氧化碳。從結構上看CTO與TO很像，區別在于CTO的燃燒室末端有一個催化劑床，也叫觸媒床。單個催化燃燒設備的廢氣處理量一般在30000 Nm3/h以下，最高不超過40000 Nm3/h，CTO的熱效率為60% - 70%（借助外部熱回用裝置），VOC處理效率達99％以上，自熱起始濃度為3.5 g/Nm3左右。

催化劑可以降低反應物的活化能力，提高反應效率，故可以降低反應溫度。CTO的燃燒室溫度一般為320℃到430°C之間，因為溫度降低，所以外部燃料的消耗量會降低，同時燃燒室的尺寸也會減小，投資費用和直接運行費用降低。
但催化劑本身價格較高，在VOC處理中使用的催化劑一般為金屬氧化物，如二氧化錳，或貴金屬，象鉑和鈀。貴金屬催化劑對毒物和堵塞的抗拒力強，使用壽命會長一點。催化劑毒物指的是會使催化劑喪失活性的物質，如鹵代物、重金屬、硫、磷、砷和硅樹脂等，若廢氣中含有這些毒物，則不能考慮催化法。
在廢氣中污染物濃度波動比較劇烈的情況下，短期的污染物負荷峰值會導致燃燒室溫度驟然升高，過高的溫度會導致催化劑失活，過低的運行溫度不僅會導致反應無法發生，還會導致VOCs有機廢氣被催化劑吸附，這些被吸附的VOCs在溫度升高后會脫附出來，有爆炸的風險。
為了避免這種情況發生要采取如下措施：
1. 對廢氣進入催化反應區前的溫度進行監測，并設定最低溫度值，當溫度低于這個值時自動切斷廢氣的路徑；
2. 催化熱氧化設備升溫過程中使用的氣流必須確保不含有可燃燒物質；
3. 必須定時檢查催化功能，重新確定催化反應要求的溫度。
催化反應所要求的溫度并不是各種催化劑特有的固定的特征值，而是取決于要處理的物質的種類。同時，隨著催化劑的老化、中毒和堵塞，反應溫度會被要求逐步提高。
來源：環保