Диффузионное горение газа происходит при раздельном поступлении компонентов газовоздушной смеси в топливник. Самая простая диффузионная горелка представляет собой сплющенную трубку диаметром 3/4 дюйма. В процессе горения газ выходит из горелки в топливник, смешивается с воздухом топочного пространства и постепенно выгорает. Необходимый для горения воздух поступает в топочное пространство через открытую зольниковую дверку. При таком виде сжигания газообразного топлива зона устойчивого горения находится в плоскости, которая отделяет область с кислородом, продуктами сгорания и без горючих газов, расположенную вне факела, от области внутри факела, с горючими газами, продуктами сгорания и без кислорода.

Область внутри факела, или восстановительная область, характеризуется тем, что горючие компоненты газа внутри нее сильно нагреваются. Газ, в состав которого входят углеводородные соединения из природных и нефтяных газов, попадая в восстановительную область с высокой температурой, в условиях отсутствия кислорода подвергается термическому разложению. В результате чего в процессе горения принимают участие уже продукты термического разложения углеводородов, в основном водород и углерод. В зоне горения под действием высоких температур углерод раскаляется и способствует окрашиванию пламени в соломенный или ярко-желтый цвет, за счет чего излучение такого факела резко возрастает.

Но наряду с эффективным увеличением излучения такого факела, наличие в пламени частиц углерода затрудняет сам процесс горения и зачастую он не может быть полностью завершен. Происходит это, потому что горение частиц углерода может осуществляться только при постоянной диффузии кислорода к поверхности частиц, так как носит чисто поверхностный характер, поступление же кислорода в реальных условиях по ряду причин затруднено.

Для того, чтобы сгорание углерода было более полным, диффузионное сжигание газа необходимо вести с повышенным избытком воздуха. В этом случае из-за разбавления продуктов сгорания большими объемами не участвующего в горении воздуха значительно увеличиваются потери теплоты. Но даже избыток воздуха в топливнике не способствует полному выгоранию частиц сажи, которая хлопьями оседает на дымоходах.

Использование отопительных печей с диффузионными горелками показало, что с течением времени внутренние поверхности дымоходов, как и при работе на твердом топливе, покрываютcя слоем сажи. При этом КПД печи снижается, так как сажа обладает очень низкой теплопроводностью, и толщины сажевого слоя в 1-2 мм вполне достаточно для резкого ухудшения тепловосприятия стенок газоходов.

Можно отметить следующие положительные особенности использования диффузионного метода сжигания газообразного топлива: высокий уровень излучения факела горелки благоприятно влияет на развитие лучистого теплообмена в топливной зоне печи; устойчивость горения, отрыв пламени практически невозможен; надежность при эксплуатации; простота конструкций горелок диффузионного типа; относительно низкая температура в зоне горения позволяет использовать горелки более продолжительный период времени, чем горелки других видов. Благодаря вышеперечисленным положительным качеcтвам диффузионные горелки успешно применяются для нагрева бытовых отопительных печей в районах газового промысла. Но такие недостатки, как неполное сжигание газа при малых избыточных объемах воздуха и необходимость в периодической чистке дымоходов от сажевого налета, не позволяют рекомендовать этот тип горелок для перевода твердотопливных отопительных печей на газ.

Разновидностью диффузионных газовых горелок является подовая горелка, которая состоит из газового коллектора 2 диаметром мм. Коллектор изготовлен из стальной трубы, заглушённой с одного торца, имеет два ряда отверстий диаметром 1...3мм, просверленных одно относительно другого под углом °. Газовый коллектор в газовой горелке устанавливается в щели 4, выполненной из огнеупорного кирпича, опирающегося на колосниковую решетку 3. Газ через отверстия в коллекторе выходит в щель, равномерно распределяясь по ее длине. Воздух для горения поступает в ту же щель через колосниковую решетку за счет разрежения в топке или принудительно с помощью вентилятора. В процессе работы огнеупорная футеровка щели разогревается, обеспечивая стабилизацию пламени на всех режимах работы горелки.

Для наблюдения за процессом горения и розжига газовой горелки служит смотровое окно 1. Подовые горелки могут работать на низком и среднем давлении газа и используются в секционных котлах, котлах ТВГ, КВ-Г, ДКВР.