Барабанные сушилки работают по схеме с прямоточным движением осадка и сушильного агента, в качестве которого принимают топочные газы. Сушильный агрегат состоит из топки, сушильной камеры и вентиляционного устройства. Со стороны входа находится загрузочная камера, со стороны выхода – разгрузочная камера. Топка расположена со стороны входа в сушильную камеру. Для отсоса отработанных газов устанавливают вентилятор. Барабан установлен наклонно к горизонту с углом 3÷4 °С, он расположен на катках и имеет привод, от которого осуществляется вращение. Температура топочных газов на входе в сушку 600-800 °С, на выходе из нее – 170÷250 °С.
Осадок перемешивается в барабане благодаря движению топочных газов и вращению барабана. Частота вращения барабана – 1,5-8 об/мин. Для равномерного распределения осадка по сечению барабана внутри устанавливаются насадки (винтовая, лопастная или секторная). Для измельчения и перемешивания осадка в начале и в конце сушилки дополнительно устанавливаются корабельные цепи, свободно подвешиваемые к внутренней поверхности барабана.
Барабанные сушилки имеют большую единичную производительность по влаге, что обусловливает их большие габариты, массу и металлоемкость.