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煤浆混合槽是煤直接液化工艺中煤浆制备单元的关键设备，属气-液-固三相混合装置。本文在总结现有煤浆混合设备的基础上，开发了一种由混合筒体、搅拌机和搅拌叶轮等组成的卧式煤浆连续制备试验装置。建立了针对煤粉混合槽卧式操作、高浓度、旋转流工况的数学模型，采用计算流体力学(CFD)技术对混合槽的内部流场进行数值模拟，通过改变叶轮型式及调整搅拌转速等手段优化设备的结构尺寸与操作参数，同时对试制样机开展煤浆混合实验，将实验结果与CFD模拟结果进行比较，两者吻合较好。研究表明，该煤浆混合槽试验装置混合性能良好，可用于煤粉与溶剂油的混合。