本实用新型公开了一种复合流化床污泥焚烧处理系统，包括依次连接的污泥输送模块、污泥干燥模块、污泥焚烧模块、余热利用模块和烟气排放处理模块，污泥输送模块包括污泥仓和输送泵，污泥干燥模块为流化床干燥室，污泥焚烧模块包括燃烧炉和旋风分离器，余热利用模块包括高温烟气管路和余热锅炉，烟气排放处理模块包括除尘器、连接在除尘器的烟气出口上的低温烟气管路，低温烟气管路上依次设置有第一风机、脱硫塔和烟囱，高温烟气管路从余热锅炉出来后连接至除尘器的烟气入口；其中，流化床干燥室、燃烧炉和旋风分离器在水平方向依次相邻设置。本实用新型实现了污泥干燥和焚烧的一体化，能量利用率高，可实现污泥焚烧的能量自供给。