旋风除尘器作为一种常用的除尘设备，提高其对粉尘分离效率问题一直是国内外研究的热点。对于8～10μm以上的颗粒，现代的旋风除尘器能够基本除尽。而对于5μm以上的颗粒粉尘，旋风除尘器也拥有较好的除尘效率，能够在工业上得到普遍应用。但是针对5μm以下的微细粉尘，由于其较低分离效率，还不能广泛应用于工业上。本论文针对微细粉尘除尘效率不高的问题及旋风除尘器尺寸优化主要做了以下工作：（1）通过在旋风除尘器顶端安装喷头,将旋风除尘和喷雾降尘相结合。高速旋流提高了雾滴碰撞并捕集微尘粒子的概率，而雾滴则增加了微尘粒子的离心力，致使微尘粒子更容易被甩向器壁。利用CFX仿真计算出除尘器的可喷雾空间，发现可喷雾区间只与旋风除尘器的筒体直径有关，与入口气速及粉尘粒径无关。并并通过数学方法计算出喷雾过程中压力与捕捉效率的数学关系进而求解压力对喷雾型旋风除尘器性能的影响。同时考虑喷雾液滴因旋转气流的热传导而造成的蒸发现象，计算出了喷雾液滴粒径与含尘气体温度的关系。(2）针对小筒径的旋风除尘器，排气管的直径及插入深度均会对其除尘效率造成比较明显的影响。本文通过利用ANSYS CFX流体仿真软件的多相流模块对排气管的直径，插入深度及筒体直径进行仿真，并分析其影响旋风除尘器除尘效率的原因。结果表明筒体直径为30mm，排气管插入深度为60mm时旋风除尘器的除尘效率较好。（3）以ANSYS软件为工具，利用复合形法对排气管插入深度及筒体直径进行联合仿真优化，求解了旋风除尘器除尘效率关于以上两个参数的局部最优解，为以后多参数的仿真优化提供参考。