本发明公开了属于节能减排技术领域的一种改进的热集成的燃煤电站脱碳系统及脱碳方法。该方法主要由电厂汽轮机发电单元和CO₂捕获单元两大部分组成。两个单元之间通过解析塔顶部冷却器、再沸器、多级压缩间冷换热器进行联通。该系统保证了CO₂捕获电厂的低压缸安全性能；同时通过汽轮机发电单元与CO₂捕获单元的集成，汽轮机发电单元抽汽经小汽机回收压能，CO₂捕获单元释放的热量通过解析塔顶部冷却器、多级压缩间冷换热器加热电厂冷凝水，使得CO₂捕获能耗大幅降低。该集成系统既保证了CO₂捕获电厂的安全运行，又实现了能量的梯级利用，能够有效的抑制CO₂排放和降低碳减排的能耗，获得较高的能源利用效率与技术经济性能。