本实用新型公开了一种水泥生产中协同处置垃圾焚烧飞灰的系统，包括加热单元和分离单元；所述加热单元包括悬浮加热器、飞灰存储仓和煤粉仓；所述悬浮加热器分别与飞灰存储仓、水泥窑三次风管、煤粉仓相连；所述分离单元包括高温气固分离器、冷却装置、冷凝器、风机和飞灰成品仓；所述高温气固分离器的输入口与悬浮加热器的输出口相连；所述高温气固分离器的固体输出口通过管道与冷却装置连通，所述高温气固分离器的气体输出口通过管道与冷凝器连通；所述冷却装置与飞灰成品仓相连；所述冷凝器、冷却装置均与风机相连。本实用新型能够达到去除飞灰中二恶英和氯化物的同时充分利用热源，节能环保。