一种高效回收废热的生物质空气干燥系统及工作方法，属于节能领域。该系统主要包括生物质空气干燥子系统和废热回收有机朗肯循环子系统。其中废热回收有机朗肯循环子系统使用非共沸工质（12），借助显热回热器（5）和潜热回热器（6），对干燥箱（4）出口的湿热空气的潜热和显热进行梯级回收，并通过膨胀机（16）转化为机械能，该机械能不仅能够满足压缩机（8）的功耗，还可以对外输出一部分有用功，与常规独立的生物质空气干燥系统和独立的低温有机朗肯循环系统相比，该系统不仅能够利用低品位热干燥生物质，而且通过梯级废热回收实现较高的热转功的效率，特别适合对现有生物质空气干燥系统进行改造。