設置懸浮預熱器是為了實現氣(廢氣)、固(生料粉)之間的高效換熱，從而達到提高生料溫度，降低排出廢氣溫度的目的。
旋風預熱器是由若干換熱單元所組成(早期的旋風預熱器為4級，現在一般為級，個別窯型為6級)。每一級換熱單元都是由旋風筒及其連接管道所組成。
實際生產中，生料粉進入聯接管道后，隨即被上升氣流所沖散，使其均勻地懸浮于氣流中。由于懸浮態(tài)時氣、固之間的接觸面積極大(是回轉窯內的幾千倍)，對流換熱系數也較高(是回轉窯內的幾十倍)，因此換熱速度極快，完成有效換熱的時間只需要0.02～0.04s。這樣，當氣料流到達旋風筒時，氣、固之間的溫度差已經很小，所以氣、固之間的換熱主要是在連接各個旋風筒的管道中進行。根據國內、外的有關研究成果，每個換熱單元可傳遞熱量的80％以上是在連接管道中完成，只有小于20％的傳熱量是在旋風筒內完成。由此可見，各個旋風筒之間的連接管道在換熱方面起著主要作用，所以有人干脆將其稱為“換熱管道”。而旋風筒的主要功能則是完成氣、固相的分離和固相牛料粉的收集。
研究旋風預熱器的換熱效率，應主要考慮以下三個因素。
(1)粉料在管道內的懸浮狀況
? ? 生料粉一般都是成股地從加料口加入，向下有個沖力，當遇到向上的氣流時，部分粉料會被氣流帶起，折向上而懸浮于高溫氣流之中，部分料股中間的料粉將繼續(xù)向下沖，又被氣流沖散、被上升氣流帶起，也懸浮于高溫氣流當中。這時，如果有部分粉料未被氣流沖散，這部分粉料則不能夠懸浮于高溫氣流之中而會直接落人下級旋風筒內，從而失去了到上級換熱單元進一步受熱的機會，這必將會大幅度地降低預熱器的換熱效率。
(2)氣、固之間的換熱效果
? ? 旋風預熱器內氣、固相之間的懸浮態(tài)傳熱，由于廢氣溫度不是太高，相對來說，輻射換熱量不是太大，因此，以對流換熱為主。
(3)氣、固之間的分離程度
? ? 氣、固相的分離效率如果不高，不僅會增加最上一級旋風筒出口廢氣中的含塵濃度，因而增加后面收塵器的負擔，而且也會降低各級換熱單元的傳熱效率，從而大幅度地降低整個旋風預熱器系統的換熱效率。
預熱器的溫度(主要指設置在設備壁面的熱偶測試出的溫度)，從第一級預熱器到第五級預熱器依次為：不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃。
在這樣的煅燒溫度下，煅燒物料基本沒有液相出現，基本上不存在結塊和燒結。加之系統的熱工狀態(tài)比較穩(wěn)定，因而預熱器中的耐火材料的配置不需過高的耐火度，無需太高的強度；由于預熱器位于整個熱氣流的尾端，溫度變化的頻度和幅度較小，因此無需過高的熱震穩(wěn)定性。
由于預熱器為靜止設備，可用較大的設備外殼，容納較多的耐火材料，因此可選用熱導率較低的保溫材料，降低設備外殼溫度，達到節(jié)能的目的。由于部分預熱器和分解爐形狀較復雜，可選用在成型功能上較靈活的現場成型的耐火澆注料。
在800～1200℃范圍內是堿金屬氧化物發(fā)生冷凝沉積的溫度帶，因此在堿含量較高的原、燃材料下，預熱器在很大范圍內，耐火材料在受到熱侵蝕的同時，也要經受得住堿金屬氧化物的化學侵蝕。
預熱器內耐火材料結構按兩層材料配置，外層為熱導率低，強度也較低的保溫材料，工作面為有一定強度且能夠較好抵抗堿性物質侵蝕的耐火材料。形狀復雜處，多采用耐火澆注料。大面積直墻由于冷熱交變的作用，易坍塌，應考慮錨固措施。其他部位多采用耐火磚直接砌筑。對于一、二級預熱器，可采用黏土質耐堿耐火材料，以降低成本和提高保溫效果；對三級以下的預熱器，應考慮耐火度為1100℃以上的耐堿材料。對于耐火材料強度的要求，取決于氣流的速度，氣流速度較高處，采用較高強度的耐火材料。
在堿含量達到一定數量并有可能逐步富集的部位，如四、五級預熱器，應在滿足較高耐火度的前提下，考慮采用耐堿的材料。
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