本发明公开了一种垃圾焚烧发电厂的烟气分级处理装置,属于发电厂烟气环保处理技术领域;包括烟气处理罐体、循环水池、烟气测量室、第一分级烟气管、第二分级烟气管和烟气排出管,通过将烟气处理罐体分隔为上下两部分,分别进行烟气除尘和烟气除氮氧化物的操作,通过烟气测量器检测烟气测量室内的经过的烟气中氮氧化物的含量,选择烟气排放阀的启闭,进而使得含有氮氧化物的烟气经过烟气混合器与氨气输入管喷出还原剂充分混合,催化剂的催化作用下,氨气和烟气中的氮氧化物发生反应,从而可以除去烟气中的氮氧化物;不含有氮氧化物的烟气直接通入烟气处理罐体,进行活性炭的吸附净化,从而对烟气进行分级处理,提高烟气处理的效率。