本发明涉及一种煤化工二氧化碳尾气低温捕集提纯液化与分离系统及方法，所述系统包括原料气压缩机、再沸器、一号吸附塔、二号吸附塔、再生气加热器、换热器、高压分离器、低压分离器、冷凝换热器和二氧化碳精馏塔；本系统将煤化工装置产生的低浓度二氧化碳尾气通过低温的方法进行捕集、提纯、液化与分离，生产工业级标准的二氧化碳产品，可以与氢气通过甲烷化装置转化为甲烷，从而实现二氧化碳的回收与综合利用，减少温室气体的，提高二氧化碳资源利用率，具有显著的经济和社会价值。