本发明提出了一种极低二次气溶胶排放的CO2捕集装置，包括预处理装置、吸收塔、再生塔，所述吸收塔包括塔体，以及自下至上依次设置于塔体上的吸收剂富液流出装置、进气口、多级CO2喷淋吸收层、气溶胶脱除装置和排气口，所述预处理装置的输出端连接吸收塔的进气口，含CO2的烟气通过多级CO2喷淋吸收层吸收捕集CO2，再由气溶胶脱除装置捕集烟气中的气溶胶颗粒后，通过排气口将净烟气排出，所述多级CO2喷淋吸收层的喷淋液吸收烟气中CO2后形为富液，并通过吸收剂富液流出装置输送至再生塔进行解析。该装置能够保证气溶胶排放≤1ppm，可以提高CO2吸收捕集效率，吸收剂气溶胶可复配后再次使用，有效提高吸收剂利用率。