一种超低氮氧化物排放的直接燃烧焚烧炉，焚烧炉本体前端设有VOCs前墙喷管，焚烧炉本体的前部外壁上间隔设有炉膛前部喷口，并安装有焚烧炉废气室，焚烧炉废气室的前端面上设有VOCs的进气管，整个焚烧炉包裹有助燃风室，助燃风室上设有助燃风进口管，焚烧炉本体上依次设有呈环状间隔排列的VOCs圆周喷管、冷却介质喷头、浅氧化区喷口和深度氧化区喷口，将整个炉膛分成还原区、冷却区、浅氧化区和深度氧化区，启动燃烧器与炉膛连通，废气管道与焚烧炉废气室连通，废气经喷管和喷管进入炉膛内燃烧。进风口与风室连通，助燃风通过喷口喷进炉膛，提供给废气燃烧所需空气量，保证燃尽率。焚烧炉内设有喷洒减温剂的冷却介质喷头，使炉膛内温度场维持在工作温度区间。