基于Texaco气化技术中煤气一次性综合净化的不足,结合分级净化的思想提出了一种新型的煤气初步净化过程.在此基础上,该文以新型水煤浆气化中煤气初步净化过程的关键设备——新型旋风分离器和泡罩塔为研究对象,采用Dual PDA、双头电导探针、差压变送器等测试仪器,Phoenics软件、小波分析和R/S分析等计算分析方法,分别对新型旋风分离器和泡罩塔进行了系统研究,主要结论如下:1.采用Dual PDA研究了常温常压下新型旋风分离器内的气相三维流场,发现其气相流场切向速度分布呈明显对称性;得出新型旋风分离器切向速度内旋流直径dt小于传统旋风分离器,导出了适用于计算该新型旋风分离器切向速度内旋流直径dt和外旋流切向速度的公式.2.采用CFD软件——Phoenics对常温常压不同结构的新型旋风分离器气相流场进行了模拟.通过不同湍流模型模拟结果与实验值的比较,得出雷诺应力模型(RSM)模拟结果与实验值吻合较好.进一步用RSM模型对不同温度和压力下该旋风分离器气相流场进行模拟,结果表明温度对流场的影响较显著.3.用颗粒随机轨道模型研究了新型旋风分离器内颗粒的运动规律并估算了分离效率.结果发现颗粒从不同入口处进入该旋风分离器分离空间时有不同的运动轨迹,入口大致可划分为3个区域;被入口导流板碰撞分离后的颗粒发生二次分离的可能性很大,当粒径>2μm时,颗粒在二次分离中被全部捕集;分离效率实验值和模拟估算值变化趋势一致,但模拟估算值高于实验值;粒级分离效率随温度和压力的升高都分别减小,临界粒径随温度和压力升高而增大.4.采用双头电导探针,从单孔鼓泡入手,着重研究了单泡罩和多泡罩塔板上的局部气液接触情况,得出泡罩塔内距离塔板高度49mm截面上气液相界面参数——局部气含率、气泡速度、界面浓度及气泡尺寸的统计规律.5.采用小波分析对双头电导探针测试信号进行了研究,提出单孔鼓泡随雷诺数的增加,可分为低频鼓泡、过渡鼓泡和高频鼓泡三个过程;得出泡罩塔板上电导探针测试信号的平均小波能谱和尺度服从幂律关系并具有分形特征,对特定的气液两相流体系,可用能谱指数和分形维数来表征流体动力学状态.6.采用R/S分析方法研究了泡罩塔板上的差压波动信号,得出泡罩塔板上差压波动信号的Hurst指数小于0.5,具有"反持久性".发现泡罩塔板上不同气液两相流型差压波动信号的分形维数D存在差异,从而提出判别塔板上气液两相流型的一种新方法.