本申请公开一种梯级回收烟气余热的净化系统及方法，净化系统包括净化塔、浆液取热泵、净烟气取热泵、余热回收器和除氧器补水泵；净化塔内由下向上依次设置整流取热层、净化喷淋层、脱浆层、接水层和净烟气取热层；余热回收器包括壳体和沿水流方向设于壳体内的均流器、预热器和再热器；浆液取热泵、整流取热层和再热器之间形成取热循环回路；净烟气取热泵、净烟气取热层和预热器之间形成取热循环回路；空气预热器的热水出口通过除氧器补水泵连接除氧器。本申请对净化喷淋浆液和净化饱和烟气进行两级取热，实现湿法脱硫塔内对烟气中的低品位余热高效回收，并将取出热量用于锅炉除氧器补水的两级加热，提升除氧器进水温度，降低除氧器运行能耗。