本实用新型提供一种气相白炭黑尾气处理系统，包括依次相连的增压风机，布袋除尘器和合成炉，沿气流流动方向，合成炉的出口端依次连接有冷却装置、干燥塔、气体压缩机、高压缓冲罐和变压吸附塔组，同时在冷却装置的出口端还设置有氯气浓度检测仪，本实用新型在合成炉内通过过量的氢气将尾气中氯气转化为氯化氢气体，再通过后续的脱水、冷却分离及变压吸附分离得到高纯度的压缩氯化氢气体，与传统技术相比，本实用新型通过燃烧的方式将氯气转化为氯化氢气体，产品的质量不会受到尾气成分浓度变化的影响，同时也不需要配备大量的氯化氢和氯气吸收设备，企业的环保排放压力得到降低，提高企业的经济效益。