盖波尔型和ZAB型立筒预热器的结构和工作原理基本相同。盖波尔型立筒预热器内部有三个缩口，将立筒分为四个钵室，断面为圆形，立筒顶部为旋风筒；ZAB型预热器由三级立筒和两级旋风筒组成，立筒断面为椭圆形，缩口偏心布置，目的是加大扰动，形成较强的涡环，促进气固换热与分离。

立筒预热器的工作原理可简单描述为：喷腾分散、同流换热、涡环分离。窑尾热烟气从底部进入立筒由下向上流动，物料以团块的形式自上一钵室的缩口落下，在重力的作用下进入下一钵室缩口，由于气流的喷腾作用而被高速气流分散，悬浮于气流中，随气流上升进行换热，并被卷吸扰动而进入涡流区，被涡旋气流推向边壁沉降到缩口斜坡而产生气固分离，物料堆积到一定程度时，在重力作用下滑过缩口逆气流落人下一钵室。料粉在每一钵室中经历分散→分离→堆积→滑落等几个过程。

立筒预热器内气流涡环的存在是气固分离的基本原因，与旋风预热器不同，涡环分离靠的是径向速度，而旋风预热器中离心分离主要靠切向速度。在可比条件下，立筒中的径向速度比旋风筒中的切向速度的数值要小一个数量级，这是立筒预热器的分离能力远不及旋风筒的原因。

立筒预热器的每一钵室相当于一级，分别完成分散、换热和分离的功能。在每一钵室中实质上以同流换热为主，由于多室串联，在钵室间形成宏观的气固逆流。

普列洛夫型立筒预热器内不分钵，窑尾烟气由立筒下部切向进入，形成旋流运动。料粉由立筒出口管喂人，被上升气流分散，随气流进入旋风筒，与气流分离后由顶部喂人立筒。立筒内气流旋转上升，料粉则滞后于气流，在“旋风效应”和重力作用下旋转下降，与气流逆向进行热交换，是较典型的逆向对流换热。料粉在旋转向下过程中逐渐移向筒壁，富集于筒壁的滞流层中，当滞流层料粉浓度超过该处气流承载能力时，产生干扰沉降，由立筒底部下料管喂入回转窑。