熱氧化法可分為三種：熱力燃燒式、間壁式和蓄熱式。它們的主要區(qū)別在于熱量回收方式的不同。三種方法都可以和催化法結(jié)合起來以降低反應(yīng)溫度。

1.熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器一般指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。助燃劑(天然氣、石油等)作為輔助燃料，燃燒產(chǎn)生的熱在混合區(qū)對(duì)VOC廢氣進(jìn)行預(yù)熱，燃燒室為預(yù)熱后的廢氣提供足夠大的空間和足夠長(zhǎng)的時(shí)間以完成＊終的氧化反應(yīng)。在供氧充足的前提條件下，氧化反應(yīng)的程度取決于“三T條件”：反應(yīng)溫度、駐留時(shí)間、湍流混合情況。這“三T條件”是互相聯(lián)系的，在一定范圍內(nèi)改善一個(gè)條件可使另外兩個(gè)條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的一個(gè)最大缺點(diǎn)是輔助燃料價(jià)格太高，致使裝置的操作費(fèi)用很高。

2.間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化是指在熱氧化裝置中加入間壁式熱交換器，熱交換器把從燃燒室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給氧化裝置進(jìn)口處的低溫氣體，預(yù)熱后發(fā)生氧化反應(yīng)。由于目前的間壁式熱交換器可獲得85%的熱回收率，所以極大地降低了輔助燃料的消耗。間壁式熱交換器通常設(shè)計(jì)成管式、殼式或板式。由于通常的熱氧化溫度要保持在800℃—1000℃，所以間壁式熱交換器必須由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間壁式熱交換器的造價(jià)很高，這是間壁式熱氧化器的一個(gè)缺點(diǎn)。同時(shí)材料的熱應(yīng)力也不易消除，這是間壁式熱氧化器的另一個(gè)缺點(diǎn)。

3.蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器RTO，是在熱氧化裝置中加入蓄熱式熱交換器，預(yù)熱VOC廢氣，再進(jìn)行氧化反應(yīng)。隨著蓄熱材料的發(fā)展，目前蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達(dá)到95%以上，而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料，且當(dāng)VOC的濃度達(dá)到一定值以上時(shí)，還可從RTO輸出熱量)。同時(shí)，由于目前的蓄熱材料都選用陶瓷填料，所以可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC廢氣。RTO裝置又可分為閥門切換式和旋轉(zhuǎn)式。閥門切換式RTO是＊常見的一種RTO。其由兩個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床，通過閥門的切換，改變氣流的方向，從而達(dá)到預(yù)熱VOC廢氣的目的。

兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、兩個(gè)陶瓷填料蓄熱床和兩個(gè)切換閥組成。當(dāng)VOC廢氣由引風(fēng)機(jī)送入蓄熱床1后，該床放熱，VOC廢氣被加熱，在燃燒室氧化燃燒，氣體通過蓄熱床2，該床吸熱，燃燒后的潔凈氣被冷卻，通過切換閥后排放。在達(dá)到規(guī)定的切換時(shí)間后，閥切換，VOC廢氣從蓄熱床2進(jìn)入，蓄熱床2放熱，VOC廢氣被氧化燃燒，氣體通過蓄熱床1，該床吸熱，燃燒后的潔凈氣被冷卻，通過切換閥后排放。如此周期性切換，就可連續(xù)處理VOC廢氣。近年來，國(guó)外又研制開發(fā)出旋轉(zhuǎn)式RTO。該裝置由一個(gè)燃燒室、一個(gè)圓柱形分成幾瓣獨(dú)立區(qū)域的陶瓷蓄熱床和一個(gè)旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器組成。通過旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)，就可改變陶瓷蓄熱床不同區(qū)域的氣流方向，從而連續(xù)地預(yù)熱VOC廢氣，在燃燒室氧化燃燒后就可去除VOC。相對(duì)于閥門切換式RTO，旋轉(zhuǎn)式RTO由于只有一個(gè)活動(dòng)部件(旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器)，所以運(yùn)行更可靠，維護(hù)費(fèi)用更低，但缺點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器不易密封，泄露量大，影響VOC的凈化率。