本发明涉及一种基于干法除尘的转炉烟气处理系统，包括通过烟气管道依次连接的转炉烟罩、汽化冷却烟道、余热回收机构、主路除尘机构和切换站，所述切换站的烟气出口分别连接放散烟囱和煤气柜，所述主路除尘机构包括沿烟气流通方向依次布置的声波团聚器和陶瓷纤维过滤器。另外还涉及上述转炉烟气处理系统的运行方法。本发明采用声波团聚器与陶瓷纤维过滤器组合进行精除尘，能有效地提高对烟气的精除尘效果，排放烟气的烟尘浓度可以稳定控制在10mg/m3以内，实现转炉一次除尘超低排放，提高转炉烟气处理系统的环保性。