涡流空气分级机广泛应用于粉煤灰分选,但较细的分级粒度要求与分级效率、分级精度、大处理量之间的矛盾,以及能耗高和部件磨损严重等仍亟待解决。本文根据与分级相关的粉煤灰物化特性,以气-固两相流理论为基础,研究颗粒的分级原理,提出SLK分级原理,通过气-固两相流数值模拟分析,结合实践经验进行SLK分级机结构设计,并进行模型机实验和工业应用实例分析。根据粉煤灰利用及其相关物化特性,以气体-固体颗粒两相流理论为基础,提出了集强制涡流分级、迅速分级、惯性预分级、气流密封、颗粒的气流预分散原理于一体的SLK分级原理和技术。运用强制涡流分级原理并进行改进,保证较高的分级效率和精度,以及较低的能耗;迅速分级以减少颗粒在分级区域内的滞留时间,从而减少团聚,减少颗粒反混,提高分级效率和精度,同时减少分级区速度梯度,分级构件的磨损小;惯性预分级可预分离部分粗颗粒,提高分级机的处理量;气流密封高速旋转叶片产生的高压气流进行密封,提高分级精度;气流预分散对物料进行预分散,有利于后续的分级,同时分离部分硬杂物,避免分级机构件损坏。运用两相流数值模拟技术对SLK分级结构进行分析,结果表明:内、外侧倾角均为30o的“Z”形转子叶片能有效消除强制涡流区易产生的惯性反旋涡现象,分级流场更加均匀和稳定;“L”形导流叶片使进入分级区的气流速度与转子边缘速度相当,实现迅速分级,同时缩小分级区气流速度差,减少叶片磨损;安装倾角为55o的“L”形导流叶片,使含料气体路径发生偏转,实现惯性分级;后倾角为60o的密封叶片、密封环低于叶片15～20mm的气流密封结构能有效阻止粗颗粒穿过;气流预分散系统采用凹形空腔物料分散锥和粗粉流化清洗装置,可实现颗粒的分散和预分离硬杂物。以分级理论分析和数值模拟结果为指导,并结合实践经验进行SLK分级机结构设计,包括“L”形导流叶片、“Z”形转子叶片、分级室结构、分级区环流空间结构、气流密封结构、悬浮式气流预分散系统、粗粉流化清洗装置。通过SLK-50型模型机实验和SLK-85应用实例,结果表明:SLK型分级机在较低转速下,所分选的成品就可达到Ⅰ级粉煤灰的粒度要求,而且分级效率平均可达85%左右。SLK分级机在较高的分级浓度下,仍能获得较高的分级细度、分级效率和分级精度,且分级磨损小、分级能耗有所改善。