RTO催化燃烧设备是利用陶瓷蓄热体来储存有用废气分解时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储存的热能来预热和分解未被处理的有用废气，从而达到很高的热效率，氧化温度一般在800℃到850℃之间，高达1100℃。蓄热式焚烧系统主要用于有用废气浓度较低而废气量较大的场合，在有用废气中含有腐蚀性、对催化剂有毒的物质和需要较高温度氧化某些臭气时也非常适用。

二室RTO工作原理

有用废气通过引风机输入蓄热室1进行升温，吸收蓄热体中存储的热量，随后进入焚烧室进一步燃烧，升温至设定的温度（760℃），在这个过程中有用成分被透彻分解为二氧化碳和水。由于废气在蓄热室1内吸收了上一循环回收的热量，从而减少了燃料消耗。处理过后的高温废气进入蓄热室2进行热交换，热量被蓄热体吸收，随后排放。而蓄热室2存储的热量将可用于下个循环对新输入的废气进行加热。该过程完成后系统自动切换进气和出气阀门改变废气流向，使有用废气经由蓄热室2进入，焚烧处理后由蓄热室1热交换后排放，如此交替切换持续运行。

三室RTO工作原理

有用废气通过引风机进入蓄热室1吸热，升温后进入焚烧室中进一步加热，使有用废气持续升温直至有用成分透彻分解成二氧化碳和水。由于废气在升温过程中利用了蓄热体回收的热量，所以燃料消耗较少。废气经处理后离开燃烧室，进入蓄热室2释放热量后排放，而蓄热室2的蓄热体吸热后用于下个循环加热新输入的低温废气。与此同时，引入部分净化后的气体对蓄热室3进行吹扫以备进行下一轮热交换。该过程全部完成后切换进气和出气阀门，气体由蓄热室2进入，蓄热室3排出，蓄热室1进行吹扫；再接下来的循环则切换为由蓄热室3进入，蓄热室1排出，蓄热室2进行吹扫，如此交替切换持续运行。此外，为了提高热能利用率还可在RTO焚烧炉后设置换热器加强余热利用。

旋转RTO工作原理

旋转RTO的蓄热体中设置分格板，将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气分配器进入预热区，使气体温度预热到确定温度后进入顶部的燃烧室，并全部氧化。净化后的高温气体离开氧化室，进入冷却区，将热量传给蓄热体而气体被冷却，并通过气体分配器排出。而冷却区的陶瓷蓄热体吸热，"贮存"大量的热量（用于下个循环加热废气）。为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去，当蓄热体旋转到净化器出口区之前，设有一扇形区作为冲洗区。通过蓄热体的旋转，蓄热体被周期性的冷却和加热旋转，如此不断地交替进行。