Talteenottokattila on voimalaitoksen osajärjestelmä, jota käytetään keräämään energiaa, joka muuten katoaisi jätetuotteisiin, joita ei poltettu kokonaan. Tämä energia kierrätetään primäärienergian tuotantojärjestelmään tuottamaan enemmän virtaa. Tästä syystä tätä laitetta voidaan vaihtoehtoisesti kutsua lämmöntalteenottokattilaksi tai hukkalämmön talteenottokattilaksi. Pääasiallinen vaatimus sen käytölle on, että järjestelmän jätetuotteissa on riittävästi talteenotettavaa energiaa ensisijaisen sähköntuotantolaitteen käyttämiseen. Talteenottokattiloita voidaan käyttää erilaisten teollisuuslaitteiden sähköjärjestelmissä.
Jätteet, jotka on otettu talteen jatkokäyttöä varten, ovat yleensä kaasua, nestettä tai näiden yhdistelmää. Tällaisia jätteitä tuottavia prosesseja ovat metallinjalostamot, petrokemian jalostuslaitokset ja muut korkeissa lämpötiloissa toimivat teollisuuslaitokset. Voidaan käyttää myös kiinteää materiaalia, vaikka tämä on harvinaisempaa. Merkittävin esimerkki talteenottokattiloissa käytettävistä kiintoaineista on paperinvalmistus.
Sellu- tai paperitehtaiden talteenottokattilat ottavat yleisimmin lisäenergiaa paperinvalmistusprosessin kierrätetystä sivutuotteesta, joka tunnetaan nimellä mustalipeä. Kun puuta hajotetaan selluksi, selluloosaksi kutsuttu kemiallinen yhdiste erotetaan muista yhdisteistä paperissa käytettäväksi. Mustalipeä on termi, joka tarkoittaa sellunvalmistusprosessista jääneen veden ja jäännöksen yhdistelmää. Tämä jäännös sisältää paitsi puun sivutuotteet myös uuttoprosessissa käytetyt kemikaalit. Seos väkevöidään tyypillisesti höyrystimessä ja johdetaan sitten talteenottokattilaan polttamista varten.
Kierrätetäänpä sitten mustalipeää, pakokaasua tai jotakin muuta jätettä, jäte poltetaan talteenottosäiliön polttokammiossa. Tämän palamisen tuottamaa lämpöä käytetään tyypillisesti veden lämmittämiseen höyryn luomiseksi. Höyry ajaa laitteita, kuten turbiinia, jolloin hukkalämpö muuttuu mekaaniseksi energiaksi. Turbiini puolestaan muuttaa mekaanisen energian sähkötehoksi, jota voidaan sitten käyttää laitoksen käyttöön.
Käyttämällä talteenottosäiliötä energian talteenottoon, joka muuten hukkaan heitettäisiin, teollisuuslaitos voi parantaa energiatehokkuuttaan. Polttoainekustannukset voivat olla dramaattisia erityisesti järjestelmissä, joissa on korkea lämpötila. Tällaisissa järjestelmissä jopa puolet järjestelmään syötetystä energiasta voi tyhjentää pinon, ellei sitä kierrätetä. Toinen hyötykattiloiden hyöty on, että polttoaineen kulutuksen vähentäminen vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja vähemmän ympäristövaikutuksia.