本申请公开了一种火化机焚烧烟气的处理装置，包括急冷塔，快速降低烟气温度和扼制二噁英的低温合成；火星拦截器，用于捕集烟气中夹杂的燃烧物；活性炭喷射装置，用于吸附烟气中的二噁英和重金属；布袋除尘器，用于去除烟气中夹杂的颗粒物和喷入的活性炭；换热器，用于降低进入低温等离子体反应装置的烟气温度和提高吸收装置外排烟气温度；低温等离子反应装置，用于产生脱硝脱硫所需的活性粒子，使烟气中的污染物发生氧化还原反应；吸收装置，用于捕集烟气中的酸性物质以及残余有毒物质。本实用新型的处理装置能够实现组成复杂，且含恶臭气体、硫化物、氮氧化物、二噁英较多污染物的火化机焚烧烟气的深度净化，实现火化机焚烧烟气的超低排放。