本发明公开了一种低氢气低硫高一氧化碳矿炉尾气分离提纯一氧化碳与氢气的工艺，包括原料气预处理、原料气净化、原料气脱氧、原料气变换及加氢、脱硫脱碳和CO/H2分离提纯。本发明解决了低H2低S高CO矿炉尾气脱氧效果差、变换易超温及变换催化剂易反硫化、矿炉尾气脱硫脱碳能耗高等一系列问题。通过本发明所述的工艺，能够对低H2低S高CO矿炉尾气的有效组分H2和CO进行充分利用，尤其是大规模(≥20000Nm3/h)低H2低S高CO矿炉尾气分离CO和H2应用。