本发明公开了一种梯级利用烟气余热浓缩脱硫废水的系统，包括蒸发器、预热塔和脱硫塔；热源烟气分为两路，一路进入蒸发器作为蒸发热源，另一路进入脱硫塔进行脱硫处理；出脱硫塔的脱硫烟气在预热塔中对出脱硫塔的脱硫废水进行预热；出预热塔的预热后的脱硫废水进入蒸发器作为蒸发水源，所述预热后的脱硫废水在蒸发器中蒸发，完成蒸发的烟气排入所述脱硫塔进行脱硫处理。本发明综合考虑实际应用过程中热能的梯级利用以及脱硫废水的处理要求，充分利用除尘器后烟气的多级热量，实现脱硫废水与烟气的充分接触换热，避免了烟气、废水的直接排放造成的热量损失和成本提高问题。