本发明公开了一种飞灰脱汞装置和方法，涉及垃圾处理技术领域，飞灰脱汞装置包括依次连接的螺旋卸料式暂存仓、真空热脱附炉和冷却搅拌机，以及与真空热脱附炉依次连接的高温烟气过滤器、冷凝器、气水分离器、冷凝液收集单元和真空泵。采用真空热脱附技术对飞灰里的单价汞和多价态汞进行真空加热并回收；真空热脱附技术在密闭腔室中创造高真空环境，降低单价汞和多价态汞的沸点；加热时同时搅拌飞灰，使汞从飞灰孔隙中释放出来，被真空抽取并收集；在高温下热脱附汞，可以使单价汞和多价态汞更纯净地混合在空气中，避免了汞的化学反应或再吸附；回收到的汞被很好地水封在冷凝液收集单元内。