本发明提供了一种紧凑型工业尾气细颗粒物高效脱除及冷却装置与方法，包括烟气预处理单元和旋风分离单元，所述烟气预处理单元包括重力沉降室和蒸汽相变室，所述蒸汽相变室下端与重力沉降室上部连通，所述蒸汽相变室自下而上分为蒸汽相变段和湍流团聚段，该装置采用颗粒预处理单元和旋风分离单元集成式设计，尤其是在颗粒预处理单元中首次融入了蒸汽相变团聚和湍流团聚处理技术，实现了含尘尾气中的粗颗粒物脱除和细颗粒物团聚长大，而且本发明的旋风分离单元采用带有反射屏的轴流式旋风分离器结构，有效提高细颗粒脱除效率；装置整体结构紧凑，占地面积小，操作方便，解决了高效节能脱除工业尾气中细微颗粒污染物这一问题。