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热平衡是化学反应中的一种平衡状态，在催化燃烧过程中比较常见，达到热平衡的反应热量不再发生迁移，使反应更加稳定，对废气处理的效果也就越好。
1、催化燃烧是放热反应，放热量的大小取决于有机物的种类及其含量。而能否以自热维持体系的正常反应则取决于燃烧过程的放热量、催化剂的起燃温度、热量回收率、废气的初始温度等条件。如能依靠废气燃烧的反应热维持催化燃烧过程持续进行是经济的操作方法。
2、以含甲苯的废气净化为例，设3种废气分别含甲苯8000mg/m3、4000mg/m、2000mg/m3,催化剂相应的起燃温度分别为200℃、250℃、300℃，废气的初始温度分别为30℃、150℃，热交换器效率与需补充能量之间的关系。
催化燃烧由于使用了催化剂，因此并不是单纯处理废气，在处理废气的同时，热平衡的条件使得在反应过程较为稳定，净化干净，很多工厂用它处理废气，使用效果好。
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