热力燃烧法的另一个要点，是不能把所需燃料与全部废气相混合，而是用一部分废气来助燃，然后把另一部分废气(旁通废气)与高温燃气混合，以达到反应温度。因为使废气升温至760℃所需的燃料，不能维持全部废气处于燃烧状态，维持稳定燃烧的温度不能低于1 150～1 320℃，否则就会熄火。热力燃烧的“三T条件”中的湍流混合，就是希望旁通废气与高温燃气处于较强的湍流状态，很快地达到分子混合水平，使废气中有害组分的分子能得到升温和氧化。
热力燃烧炉的主体结构分为燃烧器和燃烧室两部分。
燃烧器的作用是通过燃烧辅助燃料以产生高温燃气，而燃烧室是使高温燃气与冷废气(旁通废气)湍流混合达到反应温度，并保持所需的驻留时间。已销毁过而含有大量热量的废气通过热回收设施后排空。按燃烧器不同形式，热力燃烧炉可以分为配焰燃烧器系统和离焰
燃烧器系统两大类。
(1) 配焰燃烧器系统
配焰燃烧器是将燃烧火焰配布成许多小火焰，布点成线，使废气分别围绕着这些小火焰点流过去，以此达到迅速完全的湍流混合。由于废气与高温燃气在辅助燃料所燃烧的火焰处就开始分成许多小股混合的情况，有利于在短距离内的混合。该系统混合时间短，使燃烧反应时间相对较多，燃烧反应完全，净化效率高。燃烧器火焰间距一般为30cm。燃烧室直径为60～300cm，其尺寸要保证气体有足够的停留时间(一般为0.3～0.5s)和适当的湍流度(一般气体速度达4.5-7.5m/s)，长径比取2～6。配焰燃烧系统不适用于含氧低于16%，需补充空气助燃的缺氧废气；不适用于含有焦油、颗粒物等易沉积于燃烧器的废气处理；不适用于燃料油供热，仅适用于燃料气供热。
(2) 离焰燃烧器系统
这种燃烧器是燃料与助燃空气(或废气)先通过燃烧器燃烧，产生高温燃气，然后与废气(旁通废气)在燃烧室混合，氧化销毁废气。其特点是高温燃气的产生与混合，是分开进行的。离焰燃烧器由于没有像配焰燃烧器那样把火焰与废气一起分成许多小股，高温燃气与废气(旁通废气)的混合不如配焰燃烧器好，横向混合往往较差，可采用轴向火焰喷射混合、切向或径向进废气与燃料气、燃烧室设置挡板等改进措施，还要保持0.5s左右的停留时间。离焰燃烧器可以烧燃料气或燃料油，可用废气或空气助燃，火焰大小容易调节，制作较简单。
(3) 利用锅炉燃烧室进行热力燃烧
很多工厂采用加热炉或锅炉燃烧室作为热力燃烧的设备。由于大多数加热炉或锅炉燃烧室的温度都超过1000℃，停留时间在0.5～3s，基本能满足热力燃烧的“三T”条件。与前述的专用热力燃烧炉相比，利用锅炉兼作燃烧净化炉是一个经济而有效的方法，其设备投资费用大大减少，运行费用和辅助燃料消耗均大为减少，无需再考虑热量回收和利用的问题。不足之处是如果废气流量过大，可使传热效率下降、锅炉消耗的燃料增加和压降增大；锅炉的燃烧器、传热管可能因黏附废气不完全燃烧所产生的残留物而使维护费用增加；若用蒸汽的时间与废气处理的时间不一致，则会造成浪费。
为保证锅炉燃烧室燃烧完全，废气流量不宜过大，废气中含氧量应与燃烧所用空气相当，尽量避免产生焦油、树脂等。一般可将废气作助燃空气使用(一次进风)，如果废气中含有高湿、腐蚀性的气体或蒸汽，通常将废气在锅炉燃气流的下流侧引进作为二次助燃空气使用(二次进风 )。
(4) 燃料消耗
热力燃烧法需消耗一定的辅助燃料。按照热量衡算，所需的辅助燃料只要满足将全部废气升温到反应温度(760～820℃)的条件即可。废气中所含可燃组分的热值，如果发挥出来，可减少辅助燃料的消耗。也就是说，如果废气中的可燃组分浓度愈高或废气的初始温度愈高，则消耗的燃料就愈少。例如，废气中可燃组分的浓度达到50%LEL而无预热，或者浓度达到25%LEL而预热至430℃时，按热量衡算，要达到760℃的反应温度，可不需要辅助燃料。对大多数碳氢化合物来说，如要升温至480-540℃，尚需一定量的辅助燃料，其目的是要将其所含的热值发挥出来。
