本发明属于环境工程技术领域，具体地说是一种垃圾焚烧飞灰煅烧处理的方法及其装置。所述方法：飞灰首先在转鼓造粒机中喷水造粒，然后经传送带进入回转式煅烧炉，经预热区后在高温区下煅烧，所产生的烟气经余热回收系统后进入烟气净化系统，净化除尘后的烟气经烟囱排入大气。所述装置包括转鼓造粒机、传送带、回转式煅烧炉、余热回收系统和烟气净化系统。采用本发明可彻底分解飞灰中的PCDD/Fs等有机微污染物，并可有效防止PCDD/Fs再合成，同时余热可回收利用发电，处理后的飞灰可直接用作水泥熟料，具有良好的经济效益。