一种热风富氧烧结装置，属于钢铁行业烧结生产技术领域，装置，包括过滤装置、鼓风机、冷却器、膜组件、抽气泵、分离装置、富氮气罐、缓冲罐和富氧气罐，过滤装置、鼓风机、冷却器、膜组件、抽气泵、分离装置、富氮气罐、缓冲罐和富氧气罐之间依次通过输气管道连接。通过引入冷却机上废气余热，加热通过料层的气流，使上部料层的烧结温度升高，缩小上、下层间的温差，提高烧结矿产质量、降低能源消耗。富氧空气的引入能显著改善燃料燃烧条件和增强料层的氧化气氛，从而达到提高烧结矿的转鼓强度、利用系数，同时降低燃料消耗、改善烧结矿冶金性能等优点。富氧工艺流程简单，结构紧凑，不污染环境，见效快，使用寿命长。