一种高湿度烟气深度余热回收与CO2捕集一体化装置及方法，属于烟气除湿及CO2捕集领域。包括烟气除湿/余热回收装置和CO2吸附床。除湿/余热回收装置由储液槽、除湿换热室和集液槽组成：除湿换热室高0.3m‑0.5m，多根管径为10‑20mm的水冷管在换热室内蛇形布置；除湿溶液从储液槽经漏斗状布液器流入除湿换热室，在蛇形管外壁贴壁下降形成液膜；烟气进入除湿换热室在蛇形管间流过，附壁液膜吸收烟气中的水分，进而与水冷管一起对烟气显热和水蒸气潜热实现深度回收，同时对杂质粉尘深度净化；稀溶液在下部集液槽收集。除湿降温后的烟气进入吸附床进行CO2的捕集，自蛇形管流出的中温水进入吸附床埋管中，为解吸过程提供能量，增强CO2解吸。本发明装置结构简单合理，占地面积小，集成度高。