本文介绍了国内外干气密封发展趋势和研究现状，概述了干气密封的原理、特点和结构形式以及突出优点，并以炼油厂催化装置富气压缩机的机械密封改造成干气密封为研究背景，应用相关的理论和计算方法进行了详细的结构和槽型的优化设计与性能参数的比较。 本文建立了参数化的数值计算网格模型，针对当前在役的螺旋槽干气密封装置，应用有限元法，对其密封性能进行了数值模拟，获得了压力场、速度场的分布信息，数值结果显示了开设微米级槽形产生的良好增压效果。 通过理论研究与分析计算，运用相关的理论和计算方法对干气密封进行详细的结构和槽型的优化设计与选择：针对槽深、槽数、槽宽、螺旋角、槽长、槽间距和转速对螺旋槽干气密封性能参数的影响进行了优化计算，详细地分析了螺旋槽各几何参数和转速对干气密封性能的影响，为螺旋槽的设计工作提供了参考。 针对富气压缩机的具体特点，确定选择了串联结构的密封形式。设计制造出了适合该压缩机操作性能的单旋向螺旋槽干气密封及其控制系统。文中还重点介绍了运用数值模拟和相应软件对螺旋槽干气密封进行了动态特性分析，结果与试验情况基本吻合。 根据实际制作加工的干气密封，为进一步确保密封能在实际工况条件下能够正常可靠地运行，对干气密封的台架试验进行了研究，确定了试验的设备、方案、内容以及结果分析，试验的结果显示了该密封能够保证在实际工况条件下的稳定性和可靠性。 经过现场实际的干气密封安装与改造，验证了所选密封的合理性与方案的可行性。改造获得了成功，极大地提高了富气压缩机的稳定性及可靠性，解决了原有机械密封泄漏给装置正常生产带来的影响，并创造了可观的经济效益。同时，也为今后干气密封应用推广和技术改造提供了有益的实践经验。