一种污泥热改性干化系统，包括：气体粉磨装置，包括热改性段及与所述热改性段连通的粉磨段；料斗；破碎装置，连接料斗与气体粉磨装置的热改性段，用于粉碎自所述料斗传送的泥饼，并将粉碎后泥粉传送至热改性段；压缩气体发生装置通过加热气体输送管道机常温气体输送管道分别与述热改性段及粉磨段联通，所述加热气体输送管道上设置有气体加热装置，用于加热进入所述热改性段的压缩气体，泥粉在热改性段经加热的压缩气体热改性至无连接后，进入粉磨段进一步粉磨；引风机；旋风分离装置，所述粉磨段及引风机；水气分离装置连接引风机及压缩气体发生装置；引风机引导泥粉进入旋风分离装置进行固、液、气三相分离。