本实用新型公开了一种二氧化碳分级回收再利用装置，包括二氧化碳提纯模组、二氧化碳提取模组、二氧化碳前级应用系统和二氧化碳后级应用系统；所述二氧化碳提纯模组包括洗涤塔，所述洗涤塔其排气端连接到分水罐；所述分水罐其输出端连接到压缩机，所述压缩机通过分离罐连接到干燥塔；所述干燥塔输出端连接到比例阀；所述比例阀两输出端分别连接到二氧化碳前级应用系统的供气管网和二氧化碳后级应用系统的供气管网；所述洗涤塔底部、分水罐底部和分离罐底部连接到循环管线；所述循环管线通过循环泵连接到洗涤塔上部；本实用新型的二氧化碳分级回收再利用装置，其整体形成一闭环，能够高效对二氧化碳进行回收应用。