一种水泥回转窑二氧化硫超低排放处理系统，包括固硫系统，固硫系统包括固硫剂存储罐、原料搅拌罐、第一储存罐、第二存储罐、立磨机、生料提升机、烟道、预热器、回转窑和送煤机构；原料搅拌罐与第一储存罐连通；原料搅拌罐通第二储存罐连通；在烟道上设有所述的喷头；立磨机具有入料口，第二储存罐连接立磨机的入料口；生料提升机出料口连接预热器，回转窑设置在预热器下方，送煤机构与回转窑连接；送煤机构包括按照煤的输送方向依次连接的输送带、煤磨和煤粉仓，固硫剂存储罐将固硫剂输送到送煤机构的任意处。处理工艺为通过固硫液对生料进行、烟道进行以及做熟料烧成进行固硫，从而提高固硫效果。