이산화탄소 포집 장치 및 그 운전 방법이 제공된다. 상기 이산화탄소 포집 장치는, 이산화탄소 배출원에서 배출된 이산화탄소를 포집하는 장치로서, 상기 이산화탄소를 포함하는 혼합용액을 수용하여 가열하는 증류탑, 상기 증류탑의 하단부에 연결되어 상기 하단부에서 추출된 혼합용액을 가열하고 발생한 증기를 상기 증류탑에 제공하는 리보일러, 상기 증류탑의 상단부에 연결되어 상기 상단부에서 추출된 혼합용액의 증기를 응축시켜 이산화탄소를 분리하는 콘덴서, 상기 콘덴서에서 분리된 상기 이산화탄소를 압축하는 압축기, 및 상기 증류탑, 상기 리보일러, 상기 콘덴서, 및 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 이산화탄소 포집 장치의 운전 에너지를 계산하여 상기 운전 에너지의 최소값에 대응하는 상기 증류탑의 운전 압력을 결정한다.