本实用新型公开了尾气处理设备技术领域的一种二氧化碳提纯系统尾气收集处理装置，包括尾气收集罐、尾气进口、隔板、冷却空间、冷却换热机构、连通管、排水口、溢流口、密封盖，密封盖由驱动机构驱动其朝上翻转，使得溢流口与冷却空间内部连通。通过冷却换热机构能够对排入尾气收集罐内的尾气进行冷却换热，在此过程中产生的冷凝水将积聚在隔板上，同时通过连通管的设置，使得换热后的尾气能够顺利进入尾气收集罐内，而冷凝水不会流入尾气收集罐内底壁，这样便于对冷凝水进行处理，提高尾气收集效率，另外通过设置溢流口、密封盖，避免冷凝水液位过高而溢流到连通管内，另外无需人员手动操作，自动化程度高。