一种利用高温烟气余热的含油污泥干化装置，主要由含油污泥进料系统、出料系统、干化机主体、余热烟气进口、余热烟气出口、齿轮传动装置、底座与支撑构成，其特征是：所述干化机主体包括回转滚筒、隔热层、内挡圈和隔板，所述干化机主体的一端设置有含油污泥进料系统，干化机主体的另一端设置有出料系统。本发明干化机主体采用特别的气流组织模式，将传统的轴向进烟气改为径向进烟气，利用环形隔板将加热烟气通道任意等分，在保持原来烟气流量不变的条件下，使得流通面积缩小，烟气流速增加，烟气从原来的层流状态变为紊流状态，最终体现为气壁换热系数的大幅增加，换热效率提高。另外，烟气与物料逆流布置，可以使烟气余热得到梯级利用。