多管旋风除尘器利用了旋风筒内速度场分布的高峰对烟气上升的作用，设置了上升筒和二次分离室以及中间排气管。烟气由入口以设计速度旋流进入筒体，烟尘受离心作用而分离，由上而下分离的粉尘沿筒体沉降到灰槽；烟气以旋流的高峰速度沿0.6左右筒径上升，含微尘浓度较高的部分烟气沿上升筒壁高速旋流进二次分离室，再经旁路风道回到锥体，二次被分离的粉尘降到锥底汇同一次分离的粉尘进入灰槽。二次被分离后的烟气从中间排气管由出口排出。由于在上升筒的上升旋流速度较主筒体内要高的多，故微尘能有效的进行二次分离。大大提高了整体除尘效率。
通过对多管旋风除尘器中的分离器进行设计，可以有效除去含尘气体中各种尺寸的颗粒。在此可以举一些实际例子。妨碍旋风分离器用于捕集细颗粒的主要原因在于经济方面的考虑。小直径旋风分离器用于捕集5um那么小的粉料时,分离效率可达90%。但是,对于许多工业领域,使用这么小的旋风分离器并不是最经济的选择。旋风分离器现在已能够满足环境和工艺过程,可分离出比公认的粒径更细小的粉料。正是由于20世纪末在旋风分离器设计方面所取得的进展,旋风分离器已广泛用于平均粒径为10um以下的粉料的排放控制和产品回收。