本实用新型提供了一种油泥处理系统，包括反应器，反应器中设置有横向的过滤器将反应器内部分隔为上面的反应室和下面的沉降室，反应器设置有与反应室连通的油泥进料口和催化剂进口，反应器设置有与沉降室连通的气体出口、排渣口和反吹蒸汽管，反吹蒸汽管与沉降室连通且反吹蒸汽管设置有阀门。在油泥反应过程中，本实用新型的油泥处理系统实现了油泥废渣与催化剂边反应边分离，避免了油泥反应后的废渣累积在反应器内，同时不会由于油泥废渣和催化剂混合在一起而影响反应的效率。本实用新型的油泥处理系统通过过热惰性介质与油泥、催化剂直接混合，能快速提供反应所需大量的热，由此可实现油泥处理装置的大型化。