随着全社会经济水平不断发展，工业化过程持续加强，人类对地球的改造工作直接带来了物质水平的升高，但是与此同时各种废气，废水和固体废弃物等三废大量产生，严重影响了人们的生活环境，给资源和环境造成了巨大压力，直接阻碍了经济和社会的可持续发展。特别是固体废弃物不仅占用大量的土地面积，而且影响景观，里面的有害成分还可能通过空气和水等流体介质到处传播，对空气质量，水质量和河流海洋等都会造成污染。如何正确处理固体废弃物并使得这些垃圾可以变废为宝，是当今社会一项重大研究课题，具有的深远的社会意义。陶粒作为一种新型的建筑材料，已经被证实为处理固体废弃物的重要途径。目前已经有很多学者对陶粒的烧结工艺进行了研究，主要包括最佳工艺配方，烧结时间和烧结温度。陶粒的制备流程首先将某些固体废弃物按照一定的成分进行配比并形成生料，而后利用成球设备将生料制备成球团颗粒形成料球，再借助于烧结设备通过一系列物理化学反应将生料球变成所需要的陶粒成品。工艺的实现是由设备来保证的。本文基于与企业合作的横向课题，旨在确定以粉煤灰和污泥等工艺废弃物为主要原料制备建筑用陶粒的生产工艺，并对陶粒生产线上的烘干冷却设备关键技术进行研究。首先分析了以粉煤灰，污泥和淤泥为主要原料的陶粒的制备工艺，讨论了陶粒制备的主要生产过程，确定了生产线上的关键设备。其次对紊流高效节能烘干机主要结构，叶片的维护以及动平衡的保持问题进行了研究，分析了主轴与轴端轴承处在设备运行时的温度及变形情况，并通过结构优化和改善，对比研究了在主轴表面不同换热条件下以及在轴端孔内喷水降温情况下主轴端部轴承内圈的受热及变形特征，结果表明优化设计后的主轴能够更加有效地运行。对烘干机内部流场进行了数值模拟，分析在不同转速条件颗粒物料的换热情况，研究表明在一定转速范围内，物料的烘干效率随着转速的增加而升高。分段式振动流化床烘干机可以视作多个整体式振动流化床烘干机的“串联”结构，该设备能更加合理和有效地对陶粒生料球进行预热和烘干处理。最后开展对冷却设备的研究。首先对比研究多筒冷却机和单筒冷却机的主要结构，而后对单筒冷却机进行了详细设计和计算，讨论了摩擦传动的主要失效形式和传动效率等，分析了冷却机上摩擦传动动力传递过程，对摩擦传动的设计起到一定的参考价值。