本发明公开了一种轴流式吸附耦合净化装置及其运行方法，其涉及气体净化技术领域，轴流式吸附耦合净化装置包括：沿轴线延伸的壳体，壳体具有第一段筒体、位于第一段筒体下方的自上向下径向尺寸逐渐缩小的第二段筒体；第一段筒体侧壁的上端设置有气体出口，第二段筒体的下端设置有粉尘出口；第一颗粒移动床组件，包括：用于装载第一捕集颗粒的第一料仓、沿轴线延伸的第一移动床管体、第一料腿和第一待生斜管，等等。本申请能够通过多种分离机制的耦合，将固、液颗粒状杂质分离与杂质气体吸附分离同时同器进行，具有工艺流程简单，能量损耗小，处理量大，分离精度高，适应范围广的优点。