含油污泥被给料装置送入含油污泥干燥机筒体后，整个干燥过程可分为三个干燥阶段。

干燥阶段一：含油污泥进入内筒后，在内置的“旋耙破碎”打散装置以及专用的导、扬料装置的共同作用下，被迅速分解成颗粒状并充满整个干燥空间，并反复做撒落、扬起运动，使湿料与热风的接触面积成倍增加，在短时间内完成传热传质过程，湿油泥表面的水分被蒸发出来，并由块状、团状转变为松散的物料。

干燥阶段二：为了脱去湿油泥内部水分，热风与物料逆向而行，增加紊乱度的同时加快干燥速度。

干燥阶段三：湿泥“走三步退两步”，采用了“交流往复式”干燥技术，直到其中的水分、油分达到干燥要求后再排出筒外。经过三级烘干后，确保了干燥后的油泥成品干湿均匀，方便后续运输、贮存或者资源化利用。