本发明涉及一种催化陶瓷膜反应装置。该装置主要包括供气装置、点火装置和催化陶瓷膜管。其中，高温含尘气体沿反应装置的切线方向从进气口以旋流的方式进入装置中，并与供气装置提供的氧气、空气、水蒸气或上述气体的混合物混合，经电火花点火，混合气体发生氧化或还原反应，然后在高温条件下通过催化陶瓷膜管，气体中的粉尘在其表面被过滤，气体在穿过催化陶瓷膜管的过程中发生催化反应，最后通过出气口排出。催化陶瓷膜管是一种不同孔径范围内负载不同催化剂且底部封口的孔梯度陶瓷膜管，孔径大小和厚度均由外向内依次增大。该反应装置简单易行，处理量大，可以很好地达到除尘、催化、氧化还原的三重效果。