개시된 습식 이산화탄소 포집 설비는, 배기가스에 포함된 CO2를 흡수제와 반응시키는 CO2 흡수탑과, CO2 흡수탑에서 CO2를 흡수한 리치 용액으로부터 CO2를 분리하는 CO2 탈거탑과, CO2 탈거탑 내에서 리치 용액으로부터 CO2가 분리되도록 CO2 탈거탑에 열 에너지를 공급하는 재열기와, CO2 탈거탑에서 CO2가 분리된 린 용액과 CO2 흡수탑에서 CO2를 흡수한 리치 용액을 열교환시켜 리치 용액을 가열하는 제1 열교환기와, CO2 탈거탑에서 분리된 CO2 가스를 압축시키는 기계적 증기재압축기(MVR)와, 기계적 증기재압축기에서 압축된 CO2 가스와 제1 열교환기를 거친 리치 용액을 열교환시켜 리치 용액을 가열함으로써 리치 용액으로부터 일부의 CO2가 분리되도록 하는 제2 열교환기를 포함하며, 제2 열교환기에서 CO2가 분리되지 못한 리치 용액은 CO2 탈거탑으로 유입되어 CO2가 분리된다.