本发明提供了一种污泥直燃焚烧炉，包括按序连接的焚烧炉主体、高温旋风除尘器以及高温空气预热器，焚烧炉主体的下段设置有一倒锥形结构，在倒锥形结构的下方设置有一绝热高温风室，高温空气预热器的空气出口管路连接至绝热高温风室，由高温空气预热器排出的高温空气可沿管路输送至绝热高温风室内，焚烧炉主体的内部还设置有用于控制炉膛内温度的燃烧机组件。本发明免除了现有技术中干化设备的建设投资，减少了设备中可能的故障点数，在确保了设备使用效果的前提下显著地降低了设备的投资及维护成本，且设备能耗降低、运行效率提升显著。