本申请公开了一种污泥干化焚烧气化耦合装置，包括湿泥仓、回转窑干化机、污泥刮板机、焚烧炉、气固分离器和气化炉；湿泥仓下料口与回转窑干化机进料口由管路连接，回转窑干化机出料口和污泥刮板机进口由管路连接，污泥刮板机将干污泥分两路排出，一路送入焚烧炉内焚烧，另一路送入气化炉内气化热解；焚烧炉顶部出气口与气固分离器进气口由管路连接，气固分离器出气口将净化的烟气分两路排出，一路送入尾气处理系统，另一路回流至回转窑干化机内干化污泥。本申请的装置能利用燃烧烟气干化污泥，干化污泥后的烟气可作为气化剂使用，进一步降解二噁英物质，并减少尾部烟气排放量和尾气处理量，焚烧炉内的焚烧灰渣能在气化炉进一步减容且回收重金属。