熱分解工藝一般分為直燃(TO)、蓄熱燃燒(RTO)、催化燃燒(CO)、蓄熱催化燃燒(RCO)4種，只是燃燒方式和換熱方式的兩兩不同組合，主要可以用于處理吸附濃縮氣體，也可以用于直接處理廢氣濃度＞3.5g/m3的中高濃度廢氣。

TO是將高濃廢氣送入燃燒室直接燃燒(燃燒室內一般有一股長明火)，廢氣中有機物在750℃以上燃燒生成CO2和水，高溫燃燒氣通過換熱器與新進廢氣間接換熱后排掉，換熱效率一般≤60%導致運行成本很高，只在少數能有效利用排放余熱或有副產燃氣的企業中應用。

RTO的燃燒方式與TO相同，只是將換熱器改為蓄熱陶瓷，高溫燃燒氣與新進廢氣交替進入蓄熱陶瓷直接換熱，熱量利用率可提高到95%以上，理念先進，運行成本較低，是目前國家主推的廢氣治理工藝。

CO是采用貴重金屬催化劑降低廢氣中有機物與O2的反應活化能，使得有機物可以在250～350℃較低的溫度就能充分氧化生成CO2和H2O，屬無焰燃燒，高溫氧化氣通過換熱器與新進廢氣間接換熱后排掉，熱量利用率一般≤75%，常用于處理吸附劑再生脫附出來的高濃廢氣。

RCO燃燒方式與CO相同，換熱方式與RTO相同，由于投資堪比RTO，能處理的廢氣種類受催化劑影響又比RTO少，所以很少企業單獨采用RCO工藝。

熱分解以RTO和CO的應用例子較多，如果用于處理吸附脫附的濃縮氣，兩者差別不大，但若直接處理中高濃度廢氣時有很大區別，需要企業認真對待。RTO和CO都非常適用于處理如涂布、印刷、制革、化纖、注塑等有機物濃度、種類、流量平穩的流水線廢氣，尤其是帶溫度的烘干廢氣若采用吸附法還需要前置降溫到＜45℃，但如果使用RTO或CO，就可以充分利用其自身余熱，大大降低廢氣處理成本和整條流水線的總能耗。兩種工藝都可以用于處理烷烴、芳香烴、酮、醇、酯、醚、部分含氮化合物等有機廢氣。含硫磷類廢氣會使催化劑中毒，不適合用CO處理，而如果忽略含硫磷廢氣燃燒時對設備儀表的少量腐蝕，可以限制性的使用RTO處理。由于處理溫度均＜1150℃，兩種工藝都不能用于處理含鹵代烴廢氣以避免產生二噁英。部分類似硅烷類的廢氣因為燃燒后生成的固體塵灰會堵塞催化劑或蓄熱陶瓷或切換閥密封面，所以RTO和CO都不能使用。含漆霧粉塵類廢氣要預過濾以避免切換閥關不緊、蓄熱體阻塞等現象，RTO的預處理要過濾到至少F6級；而CO處理廢氣主流通道上無切換閥，加上可以采用讓廢氣流速較高粉塵不易結存、定期給整個系統升溫回火將粉塵剝離分解等方法，因此CO的預處理只需簡單過濾到G4級。此外，因為含易自聚有機物(如丁二烯、丙烯酸酯等)廢氣會影響到切換閥的有效開閉，同時也可能在位于廢氣進口處的蓄熱體上低溫沉積，使用RTO處理該類廢氣時會有安全隱患，而CO則不受影響。