本发明一种三甲胺回收装置，包括反应蒸发釜、精馏塔、冷凝器、气液分离器、吸收液中间罐、吸收液中间泵、清水中间罐。三甲胺废水和液碱在反应蒸发釜反应，三甲胺进入精馏塔，再经过吸收液中间罐、清水中间罐、吸收液中间泵中的吸收液传质和传热后，进入冷却器冷凝，成品进入吸收液中间罐，尾气进入气液分离器。本发明利用吸收液中间罐循环吸收，利于提高三甲胺的回收浓度，三甲胺回收率高，精馏塔和反应蒸发釜分离使得本设计处理废水能力大，理论塔板数高，阻力损失低，性能稳定可靠、可连续或间续运行，有自控功能，可在线清洗，防堵塞，在线反应，装置不停运，降低曝气能耗，占地面积少,布置简单。