本發(fā)明涉及一種大溫差交叉料流預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，包括旋風預(yù)熱器系統(tǒng)、分解爐系統(tǒng)和窯尾煙室，旋風預(yù)熱器系統(tǒng)包括N級旋風筒，除第N級旋風筒之外的其他旋風筒均包括分料閥，第1級至第N-2級旋風筒各自通過分料閥將下料口中的部分物料送入比其低級的旋風筒，將另一部分物料送入較該低級的旋風筒的煙氣溫度更高的旋風筒或分解爐系統(tǒng)；從而增大各旋風筒和分解爐系統(tǒng)中的氣固溫差。本發(fā)明還涉及大溫差交叉料流預(yù)熱預(yù)分解方法。本發(fā)明提高了生料換熱效率，降低了系統(tǒng)廢氣溫度，提高了生料分解率。適用于新建和現(xiàn)有水泥預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的改造，也可用于冶金、化工等行業(yè)中的粉料換熱系統(tǒng)。