分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一,其作用是将大量的高温未燃尽固体颗粒送回燃烧室进行循环燃烧,分离器是保证循环的心脏,也是不同锅炉生产厂家的核心竞争部分。带外加速段的卧式旋风分离器具有体积小、结构简单、造价低、分离效率高等优点,为了解其工作机理及性能,本文进行了实验及数值模拟的研究,并对其在工程中的应用进行了介绍。首先,本文对旋风分离器的发展情况、性能评价指标和分离机理做了系统的回顾和总结,提出了带外加速段的卧式分离器的概念,并介绍了国内外学者利用Fluent软件对分离器模拟研究的研究成果。其次,对循环流化床冷态实验台进行了改造和实验研究,讨论了带外加速段的卧式旋风分离器压力损失与入口流速的关系,计算出了分离器的阻力系数,研究了物料的筛分性质,并得出了床料的平均粒径为352μm、295μm和150μm时的分离效率均在99.5%以上,结果表明该分离器对细小颗粒具有较高的分离效率。最后,本文应用Fluent软件,采用雷诺应力模型模拟气相流动,采用离散相模型模拟颗粒运动轨迹,给出了分离器内部的速度场、压力场和湍流分布,显示了粒径为1μm、5μm、10μm和30μm的颗粒的运动轨迹,分析了速度、排气管插入相对深度和排气管管径对分离性能的影响,为分离器的优化提供了理论依据。