本发明公开了一种新型处置高盐废水的焚烧系统及工艺，包括依次连接的低温焚烧单元、高温焚烧单元和急冷单元，所述高温焚烧单元与所述急冷单元一体化设置，所述低温焚烧单元的焚烧温度小于700℃，所述高温焚烧单元的焚烧温度大于1100℃，烟气停留时间≥2s。本发明采用采用低温高温两级焚烧技术，低温段避开了无机盐的熔点温度范围，分解燃烧其他有机物，并同时排出大部分的固体盐；高温段充分燃烧，并使剩余的无机盐发生熔融，能够有效的对高盐废水进行处理；高温焚烧单元与急冷单元为一体化设置，接口处流程短，减少了熔融盐堵塞的可能性；急冷单元的急冷塔中大理石壁面及水幕墙的设计，避免了熔融盐在急冷塔壁面粘附，使熔融盐结晶能够顺利脱落。