利用沸腾床对生物质热解液加氢制备生物质汽柴油是当前最优的取代原油的技术途径。沸腾床内置轴向旋流器可实现催化剂的分离和活性恢复,开展内置旋流器的研究对反应器的开发具有重要的指导意义。通过理论计算建立颗粒的自转模型和耦合离心力模型,利用计算流体力学技术、粒子示踪和高速摄像技术研究溢流管结构对颗粒自公转的影响,通过活化实验研究溢流管插入深度对活化性能的影响,将颗粒的自公转同催化剂的分离与活化关联,证实了优化旋流器结构和操作工况对催化剂分离和活性的提升作用。结果表明,进口流量Q的减小,溢流管插入深度hc的增加,溢流管锥角αc的减小和溢流管直径D2的增大都会使分离效率提高。hc=335 mm,D2=75 mm的圆柱型溢流管结构为最佳,此时旋流器具有最高的分离效率,能分离大于240μm的氧化铝颗粒。Q的增大及hc的减小使得颗粒公转速度增加,Q及hc的增大使得颗粒自转速度增加。Q=0.22 m3/h时,在hc=335 mm的旋流器中示踪颗粒的自转速度最高达14.79 rad/s。增加Q和hc对脱附效率的提升具有促进作用。在含愈创木酚或十六烷的催化剂中,随着hc的增加,油相附着物的含量下降,脱除效率增长。Q=0.22 m3/h和hc=335 mm时,愈创木酚和十六烷的含量达到最低,愈创木酚和十六烷含量分别为11.42%和16.14%,脱除效率达到最高,愈创木酚和十六烷脱除效率为79.24%和58.04%。上述发现对指导内置旋流器的设计与开发具有重大意义,可以有效解决催化剂失活和难以分离的问题。