本实用新型公开了二氧化碳捕集技术领域的一种超临界压力下二氧化碳的直接液化捕集系统，包括一级冷却釜、吸收塔、GAX换热器、再生塔、脱硫装置、二级冷却釜和液态二氧化碳贮罐，一级冷却釜与吸收塔连接，吸收塔上设置有原料气进口，冷却釜与吸收塔之间设置有循环管，一级冷却釜设置有冷却水进水管和冷却水出水管，吸收塔上设置有净化气排气管，吸收塔与再生塔之间通过第一导液管连接，再生塔与循环管之间连接有第二导液管，相比于现有技术中的先补及再压缩的两步法来说，减少了电压缩机的能耗，只消耗部分热量，将低品位的热量用来进行二氧化碳的捕集，二氧化碳在再生塔内本身处于高压状态，将会极大地提高二氧化碳液化效率。