本实用新型公开了一种焚烧处理设备的尾气净化系统，其包括喷淋急冷塔、喷淋吸收塔、雾水分离器、冷却池、沉淀池、混合池和澄清池，喷淋急冷塔通过在喷淋急冷塔顶部设置雾化喷嘴，利用雾化喷嘴将冷却溶液雾化成细微雾滴送入喷淋急冷塔内，被雾化的雾滴受向上的热烟气作用，在雾化喷嘴雾附近形成一个雾滴悬浮的高密度区域，烟气穿过此区域时，烟气中的热量被雾滴均匀且充分吸收，能够在短时间内迅速将前处理系统送出的烟气降温至200℃左右，从而有效地抑制了二噁英的再生成；而且雾滴能够迅速蒸发并随烟气送入喷淋吸收塔，从而防止碱液粘壁，防止腐蚀，喷淋急冷塔底部不会污水产生。