本发明公开了一种集成化学链燃烧与CO₂捕集的方法及装置。煤在气化反应器内经水蒸气和氧气气化后产生水煤气，水煤气经布风板进入化学链燃烧的燃料反应器，NiO被水煤气还原为Ni，气体产物为CO₂和H₂O；Ni经返料器进入空气反应器，Ni被空气氧化为NiO，同时释放热量，NiO经返料器返回到燃料反应器内。煤气化后的焦炭经返料器进入煅烧反应器，焦炭与O₂完全燃烧产生CO₂，并放出大量的热量，CaCO₃受热分解为CaO和CO₂，煅烧反应器出口获得纯净的CO₂；CaO进入到碳酸化反应器，CaO吸收烟气中的低浓度的CO₂，产物为CaCO₃，实现CO₂的捕集。