为了提高煤炭利用率,解决环境污染问题,我国充分重视煤炭直接液化技术的应用。作为煤炭直接液化技术中煤浆制备单元的关键装备—媒浆混合槽的作用也显得越来越重要。目前,国内外对卧式混合槽内部流动情况的研究不多,本课题组曾对卧式混合槽进行过研究,但受时间和条件限制,仅研究了一种结构的几组参数。本文采用Computational Fluid Dynamics(CFD)方法,个别模型配合物理实验,对三种煤浆混合槽进行结构优化研究,得到了一系列结论。首先就课题组曾研究的涡轮式煤浆混合槽结构展开后续研究,更多地改变模型参数,寻找更合理结构,为工程应用提供技术依据。研究结果表明:在其他参数不变的情况下,选择倾斜角度为60°的直涡轮桨,并且将桨叶圆盘定为188mm,挡板与槽体之间留有2mm间隙的混合槽会获得最佳搅拌混合效果。随后,提出螺旋式煤浆混合槽结构。该混合槽的桨叶整体上倾斜布置,构成螺旋走向,使得桨叶不仅具有传统的搅拌与混合功能,而且可以引导物料沿螺旋轨迹运动,同时也给物料一定的反混机会,让搅拌更充分。数值模拟结果显示,该装置基本能够满足设计要求。最后,在总结前两种结构的基础上,提出了犁刀式煤浆混合槽结构。该混合槽用犁刀式桨叶代替涡轮式桨叶,使得桨叶对流体的剪切力更大。尤其在槽体内部混合物出口管前设置挡板之后,搅拌效果得到明显改善,并在相应的实验装置上进行试验运行,试验结果验证了数值模拟结果,两者吻合较好。