回转窑式焚烧炉是采用回转窑作为燃烧室的回转运行的焚烧炉，用于处理固态、液态和气态可燃性废物，对组分复杂的废物，如沥青渣、有机蒸馏釜残渣、焦油渣、废溶剂、废橡胶、卤代芳烃、高聚物，特别是含PCB（印刷电路板）的废物等都很适用。美国大多数危险废物处置厂采用这种炉型。该炉型的优点是可处理废物的范围广，可以同时处理固体、液体和气体废物，操作稳定、焚烧安全，但管理复杂，维修费用高，一般耐火衬里每两年更换1次。回转窑采用卧式圆筒状，外壳一般用钢板卷制而成；内衬耐火材料（可以为砖结构，也可为高温耐火混凝土预制），窑体内壁是光滑的，也有布置内部构件结构的。窑体的一端以螺旋加料器或其他方式进行加料，另一端将燃尽的灰烬排出炉外。污泥在回转窑内可逆向与高温气流接触，也可与气流一个方向流动。逆向流动时高温气流可以预热进入的污泥，热量利用充分，传热效率高。排气中常携带污泥中挥发出来的有毒有害气体，因此必须进行二次焚烧处理。顺向流动的回转窑，一般在窑的后部设置燃烧器，进行二次焚烧。如果采用旋流式回转窑，那么顺向流动的回转窑不一定必须带二次燃烧室。
污泥回转窑焚烧炉见图7。炉衬为混凝土结构和砖，混凝土部分设置内部构件结构，回转窑所配置的燃烧室做成带滚轮的结构，可移动并且方便维修。
回转窑式焚烧炉的温度变化范围较大，为810℃－1650℃，温度控制由窑端头的燃烧器的燃料量加以调节，通常采用液体燃料或气体燃料，也可采用煤粉作为燃料或废油本身兼作燃料。
典型的回转窑焚烧炉炉膛/燃尽室系统如图8所示，污泥和辅助燃料由前段进入，在焚烧过程中，圆筒形炉膛旋转，使污泥和废物不停翻转，充分燃烧。该炉膛外层为金属圆筒，内层一般为耐火材料衬里。回转窑焚烧炉通常稍微倾斜放置，并配以后置燃烧器。一般炉膛的长径比为2－10，转速为1r/min－5r/min，安装倾角为1°－3°，操作温度上限为1650℃。回转窑的转动将废物与燃气混合，经过预燃和挥发将污泥化为气态和残态，转化后气体通过后置燃烧器的高温（1100℃－1370℃）进行完全燃烧。气体在后置燃烧器中的平均停留时间为1.0s－3.0s，空气过剩系数为1.2－2.0。
回转窑焚烧炉的平均热容量约为63×106kJ/h。炉中焚烧温度（650℃－1260℃）的高低取决于两方面：一方面取决于废液的性质，对于含卤代有机物的废液，焚烧温度应在850℃以上，对于含氰化物的污泥，焚烧温度应高于900℃；另一方面取决于采用哪种除渣方式（湿式还是干式）。
回转窑焚烧炉内的焚烧温度由辅助燃料燃烧器控制。在回转窑炉膛内不能有效地去除焚烧产生的有害气体，如二恶英、呋喃等，为了保证烟气中有害物质的完全燃烧，通常设有燃尽室，当烟气在燃尽室内的停留时间大于2s、温度高于1100℃时，上述物质均能很好地消除。燃尽室出来的烟气到余热锅炉回收热量，用以产生蒸汽或发电。
污泥送入炉排上进行焚烧的焚烧炉简称为炉排型焚烧炉。炉排焚烧炉因炉排结构不同，可分为阶梯往复式、链条式、栅动式、多段滚动式和扇形炉排。可使用在污泥焚烧中的通常为阶梯往复式炉排焚烧炉。阶梯往复式炉排焚烧炉的结构如图9所示。
一般该焚烧炉炉排由9—13块组成，固定和活动炉排交替放置。前几块为干燥预热炉排，后为燃烧炉排，最下部为出渣炉排。活动炉排的往复运动由液压缸或由机械方式推动。往复的频率根据生产能力可在较大范围内进行调节，操作控制相当方便。
用炉排炉焚烧污水污泥，固定段和可动段交互配置，油压装置使可动段前后往返运动，一边搅拌污泥层，一边运送污泥层。污泥燃烧的干燥带较长，燃烧带较短。含水率在50%以下的污泥可以高温自燃。上部设置余热锅炉，回收蒸汽可以用于污泥干燥等。脱水污泥饼（含水率为75%－80%）经过干燥成干燥污泥饼（含水率为40%－50%）进入焚烧炉排炉，最终形成焚烧灰。
电加热红外焚烧炉如图10所示，其本体为水平绝热炉膛，污泥输送带沿着炉膛长度方向布置，红外电加热元件布置在焚烧炉输送带的顶部，由焚烧炉尾端烟气预热的空气从焚烧炉排渣端送入，供燃烧用。电加热红外焚烧炉一般由一系列预制件组合而成，可以满足不同焚烧长度的要求。脱水污泥通过输送带一端送入焚烧炉内，入口端布置有滚动机构，使污泥以近12.5mm的厚度布满输送带。
在焚烧炉中，污泥先被干化，然后在红外加热段焚烧。焚烧灰排入到设在另一端的灰斗中，空气从灰斗上方经过焚烧灰层的预热后从后端进入焚烧炉，与污泥逆向而行。废气从污泥的进料端排出。电加热红外焚烧炉的空气过剩系数为20%－70%。
电加热红外焚烧炉的特点是投资小，适合于小型的污泥焚烧系统。缺点是运行耗电量大，能耗高，而且金属输送带的寿命短，每隔3—5年就要更换一次。
很多炉型的运行温度低于污泥中灰分的熔点，灰渣中含有大量高浓度的污染环境的重金属，要处理处置这种污染物，费用很高，并且需要特殊的填埋地点。
污泥熔融处理的目的主要是控制污水污泥中含有的有害重金属排放。预先干燥的污泥在超过灰的熔点温度下进行焚烧（一般在1300℃－1500℃），形成比其他焚烧方式密度大2－3倍的融化灰，将污泥灰转化成玻璃体或水晶体物质，重金属以稳定的状态存在于SiO2等玻璃体或水晶体中，不会溶出（被过滤）而损害环境，炉渣可用作建筑材料。向污泥中加入石灰和硅石可降低熔融温度，使运行容易、炉膛损耗减少。
6.1.1 干燥过程：将含有70%—80%水分的脱水污泥饼降至含水10%—20%的干燥污泥饼。
6.1.4 冷却、炉渣粒化过程：使用水冷得到粒状炉渣，空冷得到慢慢冷却的炉渣，然后将结晶炉渣渣粒化后实现资源化利用。
6.2 用于污泥处理的熔融炉有许多种，如表面熔融炉（膜熔融炉）、焦炭床式熔融炉、电弧式电熔融炉、旋流式熔融炉。
表面熔融炉的构造有方形固定式和圆形回转式两种。熔融污泥时，有机成分首先热分解燃烧，焚烧灰在炉表面以膜状熔流滴下，形成粒状炉渣。如果污泥的发热量在14654kJ/kg（3500kcal/kg）以上，能够自然熔融。由于主燃烧室温度为1300℃—1500℃，炉膛出口的烟气温度为1100℃—1200℃，可以进行热量回收，用来加热燃烧用空气和在余热锅炉中产生用于干燥污泥的蒸汽。
将细粉化的干燥污泥旋转吹入圆筒形熔融炉内，污泥中的有机成分瞬时热分解、燃烧，这时形成1400℃左右的高温，污泥中的灰分开始熔融，在炉内壁上一边形成薄层一边流下，从炉渣口排出。
旋流式熔融炉有纵型（如图11所示）、倾斜型和水平型三种炉型，原理都相同，具有旋风炉的特性，但污泥送入熔融炉的前处理过程可能不同，有蒸汽干燥、流动干燥、流动热分解等。
如图12所示，填充焦炭为固定层，由风口吹入一次空气，床内形成1600℃左右的灼热层。这里，含水率为35%－40%的干燥粒状污泥和焦炭、石灰或碎石交互被投入。灰分和碱度调整剂一起在焦炭床内边熔融边移动，生成的炉渣在焦炭粒子间流下。炉膛出口烟气温度为900℃左右，在500℃左右加热空气，然后进一步进行热回收产生锅炉蒸汽，蒸汽被送入桨式污泥干燥机。焦炭的消耗量受投入污泥的含水率、发热量及投入量影响较大，填充的焦炭必须保证一定的量。炉内容易保持较高的温度，同样适用于发热量较低的污泥或熔点较高的污泥。对于发热量较高的污泥，不会节省焦炭，因此必须进行积极的热回收。
这种方式需先将污泥干燥到含水率为20%左右。电炉的电弧热使干燥污泥饼中的有机物分解，变成可燃气体，无机物作为熔融炉渣被排出。用高压水喷射流下来的炉渣，使其粉碎后形工砂状物。粒状炉渣经沉降分离后由泵送到料斗中贮存。熔融炉中产生的热分解气体在脱臭炉中直接燃烧，干燥机排气在750℃左右脱臭，然后经过除尘装置以及排气洗涤塔处理后排放到大气中。这种方式由于使用电能，成本较高，使用剩余能量不如城市垃圾焚烧炉那样优点突出。
空气被带进燃烧器的切线部位。焚烧炉是由耐火材料线性排列的圆顶圆柱形结构，以即时燃料补充的方式加热空气，形成了一个提供污泥和空气混合良好的强漩涡形式。空气和烟气在螺旋气流中顺着圆顶中心位置排出的烟气回旋垂直上升。污泥由螺旋给料机供给，在回转炉膛的外围沉积，并被耙向炉膛中心排出，正如飞灰一样。螺杆抽油泵用来供给污泥。焚烧炉内的温度为815℃—870℃。这些焚烧炉相对较小，在操作温度下，可在1h内启动。
旋风焚烧炉的一个改型如图14所示，这是一种卧式焚烧炉。飞灰通过烟气排出。污泥从炉壁沿切线方向由泵打进焚烧炉，空气被带进燃烧器的切线部位形成旋风效果。这种焚烧炉没有炉膛，只有炉壳和耐火材料。在这种炉中污泥的停留时间不超过10s。燃烧产物在815℃下从涡流中排出，确保完全燃烧。
旋风焚烧炉适用于污水日处理量小于9000t/d的污水处理厂的污泥的焚烧。这种处理方式相对便宜，机组结构简单。卧式焚烧炉可以作为一个完全独立的设备以单独安装，适用于现场焚烧污泥，运行时仅需配备进料系统和烟囱。
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