本发明公开了一种适用于火力发电厂的二氧化碳捕集系统以及方法，包括除尘单元、脱硫脱硝单元、化学处理单元及捕集单元。除尘单元、脱硫脱销单元、捕集单元在废气流动方向上依次布置，捕集单元具有三种工作模式。在清洁废气的流量较大时，捕集单元以模式一工作，同时对废气进行二氧化碳的捕集。在清洁废气的流量较小时，捕集单元以模式二工作，仅通过气处理结构进行二氧化碳的捕集，节约了吸收剂的使用。当气处理结构需要维护时，捕集单元以模式三工作，使气处理结构被隔离，而捕集单元仅通过吸收剂正常对清洁废气进行处理，这无需停止清洁废气的处理工作，且使用人员还可以正常维护气处理结构，提高了废气处理的效率。