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旋风分离器广泛应用于环境保护、固体颗粒的分离回收、气体净化等方面的工作，但较细的分离粒度要求与分离效率、分离精度、大处理量之间的矛盾，以及能耗高和部件磨损严重等问题仍亟待解决。本文根据旋风分离器内部分离特性，以气一固两相流理论为基础，研究颗粒的分离原理，提出SLK分离原理，通过气-固两相流数值模拟分析，结合实践经验进行SLK分离器结构设计。
本文根据旋风分离器内部分离特性，以气体-固体颗粒两相流理论为基础，提出了集转圈理论、筛分理论（平衡轨道理论）和边界层分离理论（横混理论）于一体的SLK分离原理和技术，并应用SLK气-固两相流的分离原理，对颗粒在气流中的受力行为和颗粒相与气流相相互作用进行研究，有利于在SLK分离器分离流场中产生强有力的分离力场，提高气体曳力和离心力对微细颗粒的影响，从根本上保证较高的分离精度和分离效率，以及较低的分离能耗。应用SLK分离器内气-固两相流的分离原理还可以比较合理计算出旋风分离器的分离效率和压力损失等性能参数。
在参数化程序生成模型基础上，利用CFD软件FLUENT对分离器进行数值模拟分析，数值结果表明：旋风分离器内部流场复杂，是一个相当紊乱的湍流流场，含尘气流在进入分离器内，由于出风筒的导向作用形成短路流和在下锥体形成的扬尘等现象直接影响了分离器的分离效率；分离器内气体因旋转而产生的动能耗损和进入出风筒时的突然缩小造成的能量损失是分离器内压力的主要损失；颗粒的运动轨迹比较复杂，且带有很大的随机性，尤其是小粒径颗粒，受气流湍动的影响很大。
以分离理论分析和数值模拟结果为指导，并结合旋风分离器设计和运行经验，对SLK分离器结构设计，包括具有一定下斜角度、递减螺旋道截面的SLK分离器进口部分、转接部分（扩散段）、筒体（中部壳体）、下锥体、出风筒。
完成分离器的设计与制造后，通过进行相关实验研究，筛余测试和激光粒度分析结果表明：该分离器在较大处理量、较高处理浓度下，仍能获得较细分离粒径、较高分离效率，并且压力损失比同型号分离器减小l00～400Pa，因此，该旋风分离器，可以作为中、小型水泥厂或其它行业的除尘设备。