燃燒法主要分為蓄熱式燃燒技術（RTO）和催化燃燒技術（RCO）、TO、CO等。其原理是通過直接燃燒或者添加催化劑進行低溫燃燒，利用“燒”將有機廢氣徹底降解為水和二氧化碳。
燃燒法作為目前處理效率和效果相對理想的工藝，雖然它的價格相對昂貴且運行費用不低，但已被大部分專家和部分地市環境主管部門認可，甚至制定為主要治理工藝，但VOCs治理涉及行業眾多，市面上從數量上來講，或許不到1%的用戶有條件考慮焚燒工藝，此工藝投資大，運維成本高。
（一）非催化類燃燒
因蓄熱燃燒（RTO）方式的燃燒室內溫度一般不低于750度，特別是TO爐甚至高達1000度，因此，會產生燃料型氮氧化物。氮氧化物按生成機理的不同分為三類：熱力型、快速型和燃料型，其中燃料型占60%_95%。在生成燃料型NOx過程中，首先是含有氮的有機化合物或空氣中的氮氣經過熱裂解產生N，CN，HCN和等中間產物基團，然后再氧化成NOx。
因此，非催化燃燒所需的燃燒溫度較高，雖然高溫有利于VOCs 的去除，但同時會產生一些不良的后果：像直接燃燒法，燃燒溫度過高會導致煙氣中產生二次污染；對于蓄熱式熱力燃燒法，燃燒溫度過高容易導致切換閥門等精密部件損壞。
（二）催化類燃燒
在有機廢氣的催化燃燒（RCO）工藝中，若采用自來水作為水噴淋進行預處理，水中的氯離子及有機物質自帶的氯離子在催化燃燒室內（200~500度）極易生成二噁英。
而VOCs處理設備上均無高溫高溫裝置用于促使二噁英的分解，因此，氣體在燃燒過程中產生的二噁英將直接排放至到大氣。再者，又因催化劑的存在，所以對VOCs廢氣組成要求較高，當廢氣中含有粉塵、水蒸氣和S、Cl 等元素時容易導致催化劑堵塞、中毒、失活。
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