本发明公开了一种烟道气地下岩层捕集封存分离连续一体化装置及方法，涉及CO2地质封存技术领域；先在距离烟道气排放源由近至远的位置依次布置注入井、监测井和排出井；将注入井、监测井和排出井分别钻进至封存岩层内不同深度；在注入井底端设置水平注入通道；烟道气在封存岩层内运移的过程中，依靠岩石多孔介质对CO2、硫氮化物进行吸附，使其逐渐富集，同时CO2、硫氮化物与岩石中的水分、矿物、生物质发生化学反应后逐渐矿化实现封存；被分离出的N2逐渐向上运移至排出井实现分离；本方法不需要专门实施CO2的地面捕集、运输流程及相关技术设备投入，节约运营成本；封存岩层不受地域限制，适用性强。