本实用新型公开了一种热源循环利用式五氧化二钒制备装置,包括送料机构、焙烧机构和收料机构,所述焙烧机构包括焙烧内部通道,焙烧内部通道外侧设置环形夹层腔;所述焙烧内部通道从入口到出口依次分为预热段、焙烧段和冷却段,在所述环形夹层腔内分别设置有与预热段、焙烧段和冷却段对应的预热室、加热装置室和余热室;在所述加热装置室内设置有加热装置,所述预热室和余热室通过管路循环连通;所述预热室与预热段之间通过进风口连通,所述余热室与冷却段之间通过出风口连通。本新型将预热、焙烧和预热均设置于焙烧内部通道外侧的夹层腔内,结构紧凑合理,热能利用率高,热量损失较少。