本发明涉及一种带旁路放风的全氧燃烧系统及其工艺原理，包括沿气路走向依次设置的篦冷机(5)、回转窑(4)、烟室(3)、分解炉(2)、预热器(1)和余热锅炉(7)，还包括连接在分解炉(2)与回转窑(4)之间的三次风管(6)；还包括窑尾烟气循环系统(8)、旁路放风系统(9)、供氧系统(10)和二氧化碳捕集提纯系统(11)；本发明可实现水泥窑协同处置废弃物与全氧燃烧二氧化碳富集，通过旁路放风系统降低水泥窑系统有害成分，保证系统的正常稳定运行，同时实现二氧化碳富集，并将整个系统高温烟气冷却、循环与全氧供应相结合，基本无空气进入系统，最大程度地降低了进入系统的氮气量，可较大幅度降低NOx生成。