本发明提供一种工业烟气同步脱碳脱硝及余热回收利用的装置，所述装置包括：脱碳脱硝塔、喷氨设备和反应床层，其中，所述脱碳脱硝塔具有烟气进口和烟气出口，在所述脱碳脱硝塔内设置有多个所述反应床层，多个所述反应床层均位于所述烟气进口和所述烟气出口之间，所述脱碳脱硝塔的侧壁上设置有换热进口和第一换热出口，所述脱碳脱硝塔的侧壁上设置有氨水入口，所述喷氨设备设置在所述脱碳脱硝塔内，所述氨水入口与所述喷氨设备连通。本发明的技术方案可以根据烟气的温度动态调整脱碳脱硝塔内的布置，将脱碳和脱硝在脱碳脱硝塔中同时进行，可以大大节省分步处理的设备投资和减少占地面积，节约成本和运行费用。