本实用新型公开了一种基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统，其特征在于，包括：一次掺混装置、二次掺混装置、引风机、立式蓄热氧化装置、烟气换热装置和用能设备，一次掺混装置和二次掺混装置的烟气进口同时与立式蓄热氧化装置的低温烟气出口和烟气换热装置的烟气出口连接，一次掺混装置的混合气出口与二次掺混装置的混合气进口连接，二次掺混装置的混合气出口与立式蓄热氧化装置的进气口连接，立式蓄热氧化装置的高温烟气出口与烟气换热装置的烟气进口连接，一次掺混装置、二次掺混装置、引风机和立式蓄热氧化装置的进气口、出气口分别装有阀门、流量测量仪和瓦斯浓度测量仪。本实用新型有效回收利用低温烟气余热，减少消耗新鲜的压缩空气。