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本文在深入分析含CO2混合气低温相变分离法特点与精馏特性的基础上,提出一种新型的CO2分离液化提纯一体化系统。该系统通过多级压缩、多级冷却与多级分离,可将混合气体中绝大部分CO2在较低能耗代价下以液态分离出来;同时,通过对分离出的粗CO2液体进行高压、近常温条件下的精馏,实现其低能耗提纯;最终实现以较低能耗分离回收CO2、而分离出的CO2纯度可达99.99%。本文研究成果为从具有较高CO2浓度的混合气体中分离回收CO2提供了新的思路与途径。