本发明涉及基于二氧化碳工艺和模块化设计的煤火治理利用系统及方法，它包括用于提供热源的热源系统，所述热源系统与用于发电的移动式发电系统相连；所述热源系统包括地下煤火核心区，地下煤火核心区位于煤层的内部，煤层的内部并与地下煤火核心区相连通的位置设置有气态二氧化碳收集井，气态二氧化碳收集井的侧边设置有二氧化碳输配管；所述移动式发电系统包括移动式膨胀部、移动式升压部、移动式液态二氧化碳储罐和移动式电储能部四个部分。该发明充分考虑到了地下煤火自燃过程温度小于500℃时二氧化碳介质的副反应，兼具地下煤火治理、二氧化碳捕集、模块化可移动、煤火余热利用等综合功能。