L'oxydation catalytique, également connue sous le nom d'incinérateurs catalytiques, permet de détruire les polluants gazeux présents à des concentrations inférieures à 25% de la LIE.
Les gaz caloporteurs passent à travers une plaque perforée permettant de redresser le flux avant de passer au travers d'un catalyseur.
Le catalyseur a la propriété d'augmenter la vitesse d'oxydation à des températures plus basses.
Typiquement, l'oxydation catalytique est effectuée à une température d'environ 360°C bien que des températures allant jusqu'à 820°C puissent être requises pour la destruction des composés tels que les organochlorés.
Les matériaux catalytiques normalement utilisés sont les métaux nobles tels que le platine, le palladium et le rhodium. D'autres matériaux qui fonctionnent aussi comme catalyseurs sont la chromite de cuivre et les oxydes de cuivre, de chrome, de manganèse, de nickel et de cobalt.
La section catalytique des oxydateurs prend souvent la forme d'un tapis, d'une porcelaine ou d'un nid d'abeilles supportant le catalyseur. Le flux de gaz doit être exempt de particules pour protéger le catalyseur de l'encrassement.
Si des particules sont présentes, un prétraitement du gaz, tel qu'une séparation cyclonique ou des précipitateurs électrostatiques, peut être nécessaire en amont du catalyseur. Outre l'encrassement particulaire, les catalyseurs sont sensibles à un certain nombre de substances qui peuvent empoisonner ou détruire le catalyseur.
Comme pour l'incinération directe par flamme, le coût de l'échangeur de chaleur est souvent compensé par les économies de consommation de carburant supplémentaire et donc les systèmes de récupération de chaleur sont utilisés pour préchauffer l'air de combustion entrant et/ou chauffer un flux pour usage externe (un gaz de procédé ou l'eau d'une bouilloire par exemple).