本文对旋流-过滤复合除尘设备的筒体、锥体、入口以及出口的结构尺寸进行了设计。对实验工艺流程中所涉及的气流控制系统、供/卸料系统和监测和控制系统三大系统进行了设计。通过对旋流-过滤复合除尘器的CFD模拟发现,旋流空间的速度呈自由涡分布,最大切向速度出现在入口高度截面,约为入口的1.4倍,沿轴向向下,切向速度逐渐衰减。与旋风分离器相比旋风分离空间的速度分布基本一致,切向速度峰值稍有减小,但对离心分离的作用几乎没有影响。入口气速的大小只影响切向速度的大小,对切向速度的分布以及最大切向速度出现的位置没有丝毫影响;在入口气速相同的条件下,过滤气速的改变不对外旋流产生任何影响,只对颗粒床内部的压降产生较大的影响。通过颗粒床内多点压力测量的方法研究了粉尘滤饼形成和长大过程,提出了临界孔隙率的概念,并以此来定义滤饼过滤和深层过滤及其转变过程的特征。结果表明:随着过滤气速的增加,过滤性能变差。较高的过滤气速会增加临界孔隙率,并使其更难以形成滤饼。临界孔隙率几乎不受粉尘浓度的影响,在粉尘浓度较高的条件下从滤饼过滤到深层过滤的转变时间点较早。入口气速导致进入颗粒床的粉尘浓度产生差异,入口气速越大,旋流分离作用越强。对于不同粒径的颗粒介质,获得了类似的滤饼形成和过滤转变的动态过程。分析了旋流和过滤两级之间连接结构的匹配,及其对颗粒床过滤气流分布的影响。结果表明颗粒床采用开放式入口结构,可以较好的改善锥体段的流场分布。锥体段采用15°和30°小锥体角度能够使筒体段与锥体段的连接角度更为趋于平缓,可以有效地降低锥体段的湍流强度,使压力分布及速度分布更为均匀。通过对高温的数值模拟研究,发现随着气体温度的增加,最大切向速度减小,且沿轴向最大切向速度的衰减加剧,相对应的轴向速度减小。