土壤热脱附系统是通过加热污染土壤使其污染组分达到沸点温度以上，控制系统温度和物料停留时间促使污染物分阶段气化蒸发，最终与土壤介质分离。在这个过程中会产生大量有害尾气，该如何处理呢？二燃室是加装在回转窑后段的废气二次燃烧系统，能有效祛除回转窑尾气中未燃尽有机成分及其它有害气体，保证后段排空气体的无污染排放。
回转窑废气先进入重力集尘室将大粒径粉尘抓除后进入一级多管旋风除尘系统过滤掉90%的小粒径粉尘，然后再经烟风道直接进入二次燃烧室，废气瞬间燃烧温度达1000℃以上，停留燃烧时间大约2S（废气滞留时间依照气体污染物而定，按按污染物情况决定是否需要再加装其它设备，如尿素喷淋装置等）。尾气中夹杂的大量有机可燃气体及其它少量有害气体在高温条件下被充分燃烧降解，以水蒸气及无害气体形式排出，由引风机抽到下一步热能交换器环节。二次燃烧温度及燃烧时间根据项目实际情况核算，调节控制风机风量。
二次燃烧室腔体由耐火材料、保温材料、绝热材料组成。炉墙采用高铝耐火浇注料做衬，中间是隔热材料，外层是保温材料，以减少炉体的热损失，提高焚烧效率，外表用锅炉钢板作保护层，防止漏风。
为保证二次燃烧系统的安全性，在二燃室顶部设有防爆装置。燃烧过程中即使发生爆燃，炉内压力也能通过防爆门紧急排放烟气得到释放，以避免发生安全事故。另外，在二燃室顶部设有紧急排放烟囱，实施定压排放，当二燃室瞬间气量增大或系统突然停电等紧急状况发生时，二燃室顶部防爆门自动打开泄压，以确保二次燃烧系统安全运行。