催化氧化法是高浓度VOCs处理的主流工艺之一,但实际应用时易遇到废气处理不达标、废气浓度波动大和炉膛温度过高的情况。废气处理不达标会影响企业废气排放,高温且温度波幅大不仅会缩短催化氧化装置的使用寿命,而且会带来一定的安全隐患。为了解决高浓度VOCs废气处理不达标和炉膛易出现高温波动的问题,论文针对催化氧化技术处理高浓度VOCs设计了散热单元,先后开展中试实验对催化氧化装置运行参数优化和散热单元参数的系统性研究。在此基础上,基于深圳市某钢材涂装公司的涂装废气治理项目,扩大散热单元的应用研究,最后从经济角度进一步对散热单元进行分析,为催化氧化工艺处理高浓度VOCs在工程设计与应用开拓新的思路。响应面法优化催化氧化工艺的工艺参数来高效处理VOCs。选用贵金属（Pt和Pd）催化剂处理高浓度乙醇废气,中试中单因素实验结果表明影响催化氧化炉净化效率的主要因素为入口温度、催化剂截面流速和催化剂空速。在此基础上,通过Box-Behnken设计实验和响应面分析发现,催化氧化最优工艺参数为入口温度259℃,催化剂截面流速0.99 m/s,空速10783 h-1。通过模型的方差分析,这三个因素对催化氧化装置净化效率的影响强弱顺序为空速＞催化剂截面流速＞入口温度,空速对催化氧化的影响最大,催化剂空速约为10000 h-1比较合理。催化氧化炉的温度随入口浓度的增大而升高,当入口浓度大于5500 mg/m~3时,催化氧化炉的温度超过600℃。研究发现散热单元能有效降低VOCs催化氧化装置的温度,散热风最优比例为10.0%,当入口浓度为7000 mg/m~3时,炉膛温度降至588℃,尾气也能满足排放标准。将中试研究成果应用于20000 Nm~3/h的涂装废气治理项目中,处理工艺为高效过滤-沸石转轮-蓄热式催化氧化（RCO）。散热单元做了优化设计,增加了散热风机来控制风量。研究发现散热单元的最优启动温度为550℃,散热风的最优比例为10.0%,RCO炉膛温度能控制在582℃以内,散热单元的散热性能也有所提升,系统的净化效率达到98%以上,废气达标排放。第三方机构检测数据表明VOCs排放低于《表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准》（DB44/816-2010）中第二时段对有组织排放VOCs排放标准的要求。经过对比分析不同处理风量的RCO后发现散热单元的使用能极大降低RCO系统的投资成本、运营费用和占地面积,尤其是电费,这对催化氧化工艺的实际应用和推广有着重要的意义。