本发明属于有机化合物废气处理技术领域，是一种蓄热式无焰热氧化装置及方法；直燃式热氧化器通过烟气管路分别与第一蓄热室和第二蓄热室相连接；第一蓄热室和第二蓄热室分别通过热空气管路连接至直燃式热氧化器的热空气进口；第一蓄热室和第二蓄热室分别与空气进风管路相连接；第一蓄热室和第二蓄热室的烟气管路以及空气进风管路均设置有控制阀；直燃式热氧化器连接有预热气管路；本发明通过采用蓄热式无焰热氧化工艺的方式，将蓄热式热氧化器与直燃式热氧化器进行有机的结合，即利用了蓄热体热回收效率高的优点，同时解决了大量取热造成蓄热式热氧化器运行不稳定的问题。