本发明公开了一种污泥水解装置，包括通过管道依次连接的污泥调节罐、换热器、列管水解反应器及气液分离器，其中，所述列管水解反应器的出水口通过管道与设于气液分离器内上部的喷嘴相连，所述气液分离器顶部的气体出口与设于污泥调节罐底部的气体分布器相连，气液分离器底部的液体出口与列管水解反应器底部的入水口相连，气液分离器中部的污泥液出口与换热器相连。其水解工艺如下：1）将污泥原液的pH值调节至8.5-9.0；2）污泥液在150-180℃、0.3-1.0MPa下发生水解反应；3）对水解后的污泥进行气液分离，气液分离产生的气体对污泥原液进行一级加热，气液分离产生的污泥液，一部分对污泥原液进行二级加热；另一部分污泥液返回至步骤2）中进行再次水解反应。