一种基于水合物法的二氧化碳捕集和海水淡化联产装置及方法,属于水合物应用技术领域，包括气-水输送部分、水合物生成分解控制部分和产物储存排出部分。水合物生成分解控制部分包括前后二级结构，水合物生成条件为气过饱和。第一级的水合物生成残余气和分解水作为第二级原料，经两级处理后得到淡水并储存，N2通过排气安全阀排放至大气，二氧化碳通入气罐封存。本发明适用于沿海地区的化石燃料电站实现二氧化碳捕集与海水淡化联产，可满足烟气CO2/N2电站的二氧化碳捕集需要；采用换热器预冷，减少冷量损耗，提高能量利用率；水合物生成过程中通过高速搅拌提高反应速率；排放物为N2及浓缩后海水，对环境无污染。