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挥发性有机物对人体健康、大气环境具有巨大的危害,本文从环保和节能两方面对挥发性有机物的处理进行了研究和探索。首先研究了高效、低温、无二次污染的催化燃烧技术对VOCs气体的处理,然后在此基础上分析了催化燃烧过程中的热力性能,提出了蓄热式催化燃烧放-吸热耦合技术,进一步的提高了能源利用率。本文利用浸渍法制备了单活性组分催化剂MnO/γ-Al2O3、双活性组分催化剂CuMnOx/γ-Al2O3和复合组分催化剂CuMnOx-CeO2/γ-Al2O3,并考察了三种催化剂对苯、甲苯、二甲苯的催化活性。结果表明:催化剂CuMnOx-CeO2/γ-Al2O3具最好的催化效果,在体积空速为10000h-1,反应物质量浓度为105mg/m3,温度为300℃时,对三种反应物的转化率分别为97.27%、98.30%、98.07%,该工况与实际生产大致相当,本文研制的催化剂可用于工业化推广。本文对催化剂的制备工艺、催化燃烧过程中等温区的寻找、催化剂装填对气路输送的影响进行了分析和探索,对反应物结构、催化剂活性组分对催化燃烧的影响进行了研究,并对催化燃烧的机理进行了初步分析,本文研制的催化剂中助剂CeO2具有极其优异的储氧能力及较高的氧流动性,MnOx具有较强的再生氧能力,CuO具有较强的催化氧化能力,三者形成的催化剂CuMnOx-CeO2/γ-Al2O3在催化燃烧中各组分优异性能可形成互补,催化效果较为理想。同时本文对催化燃烧过程中“飞温”现象进行了分析,并利用理论计算证实了该现象的科学性,为合理开发、利用该部分的热能提供了理论依据。本文对催化剂的导热系数、比热容等热工参数进行了测定,测试结果表明:研制的三种催化剂的导热系数较小,分别为0.09497 w/（m·k）、0.09130 w/（m·k）、0.10500 w/（m·k）。为避免局部高温造成的催化剂失活等问题,本文采用填充2倍催化剂体积的稀释剂石英砂以增强整体导热性能,同时避免了气路短路。最后本文对催化剂进行了热稳定分析,提出了更加节能的蓄热式催化燃烧放-吸热耦合技术,并以污染物处理浓度为105mg/m3、气体流量为104m3/h、体积空速为10000h-1的实际参数对该计算的节能潜景进行了评估,评估结果表明该技术节能潜景较大,按照年均300天计算,可年均节能6.044′109 kcal,折算经济价值为43.17万元,有较大推广潜景。