本发明公开了一种石油炼制中多成分烟气的低能耗处理设备及处理方法，设备包括硫磺回收尾气脱硫预洗涤单元、燃油锅炉烟气脱硫单元、催化裂化再生烟气脱硫单元和浓盐水处理单元；硫磺回收尾气脱硫预洗涤单元利用洗涤塔回收尾气中的SO3，燃油锅炉烟气脱硫单元利用洗涤塔回收尾气中的SO2和SO3，催化裂化再生烟气脱硫单元利用洗涤塔回收尾气中的SO2和SO3，浓盐水处理单元实现低能耗对尾气回收得到的浓盐水进行除杂、氧化处理、并通过多效蒸发、提浓，制得工业硫酸钠；该设备及方法能够实现在低能耗情况下，实现目前石油炼化现场中排放的三种尾气回收利用，不仅污水全部回用、零排放，且以低能耗的方式实现将浓盐水回收生产出工业III类标准纯度92％的硫酸钠。