多管旋風除塵器利用了旋風筒內速度場分布的高峰對煙氣上升的作用，設置了上升筒和二次分離室以及中間排氣管。煙氣由入口以設計速度旋流進入筒體，煙塵受離心作用而分離，由上而下分離的粉塵沿筒體沉降到灰槽；

煙氣以旋流的高峰速度沿0.6左右筒徑上升，含微塵濃度較高的部分煙氣沿上升筒壁高速旋流進二次分離室，再經旁路風道回到錐體，二次被分離的粉塵降到錐底匯同一次分離的粉塵進入灰槽。二次被分離后的煙氣從中間排氣管由出口排出。由于在上升筒的上升旋流速度較主筒體內要高的多，故微塵能有效的進行二次分離。大大提高了整體除塵效率。
通過對多管旋風除塵器中的分離器進行設計，可以有效除去含塵氣體中各種尺寸的顆粒。在此可以舉一些實際例子。妨礙旋風分離器用于捕集細顆粒的主要原因在于經濟方面的考慮。小直徑旋風分離器用于捕集5um那么小的粉料時，分離效率可達90%。

但是，對于許多工業領域，使用這么小的旋風分離器并不是最經濟的選擇。旋風分離器現在已能夠滿足環境和工藝過程，可分離出比公認的粒徑更細小的粉料。正是由于20世紀末在旋風分離器設計方面所取得的進展,旋風分離器已廣泛用于平均粒徑為10um以下的粉料的排放控制和產品回收。