本发明的序批式直接热脱附修复系统的加热单元、加热方法和应用属于污染土壤修复领域，通过在土壤的运动路径上间隔设置燃烧喷嘴，对土壤进行分段加热，燃料利用效率更高，燃料消耗少，燃气量少，尾气处理负荷小。在加热路径上，土壤与燃烧气火焰直接接触，热交换效率更高。土壤在圆盘的带动下做圆周运动，并且物料翻转依靠耙犁进行，对物料的扰动非常低，基本不产生扬尘。通过改变环形滑轨上的导土板的相对位置和控制导土板的上升和下降，实现了待加热土壤在加热圆盘上的均匀布置。通过序批式加料、布料和加热的方式，可以实现物料在加热圆盘上加热时间的无限延长，对于难挥发、难解吸的物料，可以通过延长加热周期的形式达到热脱附的处理效果。