旋风分离器是油页岩干馏炼油和燃烧装置气固分离的首选设备,然而在多数油页岩工业中,单级旋风分离器达不到分离要求,需要用两个甚至多个旋风分离器串联起来共同工作。但目前有关串联旋风分离器及油页岩旋风分离器的研究报道非常少,对于颗粒物料变化对旋风分离器性能的影响及两级串联旋风分离器级间的速度和压降匹配方式对串联总效率的影响规律都缺乏深入的研究。本文结合油页岩工业旋风分离器的应用背景,采用油页岩颗粒和滑石粉颗粒进行冷态模型试验,对比研究油页岩颗粒两级串联旋风分离器的分离性能,考察级间速度和压降匹配关系对串联系统分离性能的影响规律,并对两级串联系统级间连接结构进行了改进。　　 试验结果表明,最大效率入口气速不受颗粒入口浓度及颗粒粒径大小的影响,只与颗粒密度及颗粒分布形态有关。在旋风分离器结构尺寸比和入口截面积比KA相同的情况下,分离器简体直径D的改变对最大效率入口气速也没有影响。油页岩颗粒的最大效率入口气速低于其他颗粒。在处理气量和总压降一定的情况下,不同入口截面比的两级旋风分离器串联组合中,升速式串联组合要优于等速和降速式串联组合,本文设计的三种速度匹配串联组合中,升速组合K5.5+K7.5为最优串联组合。对油页岩颗粒,两级间压降匹配关系为AP1＞AP2时的总分离效率要好于△P1＜△P2时的总分离效率,总分离效率随着级间压降比△P1/△P2的增大而增大,总分离效率最大时的级间压降匹配关系为△P1∶△P2=7∶3;对滑石粉颗粒,两级间压降关系为△P1＜△P2时的总分离效率要好于△P1＞△P2时的总分离效率,总分离效率最大时的级问压降匹配关系为△P1∶△P2=3∶7。分析认为颗粒物性及其粒度分布的差异是导致这两种颗粒物料试验结果差异的主要原因。与滑石粉颗粒相比,油页岩颗粒呈现非规则结构,表面有油雾状团絮包裹,且颗粒粒径分布比较宽广,粗细颗粒所占比例比较大,颗粒物性相对比较特殊。今后可进一步研究油页岩颗粒的特性,从颗粒形状等方面深入探究其旋风分离性能的特殊性。相比传统的两级串联系统,加入内排气管后的两级串联系统可在保持分离总效率基本不变的前提下,大大的降低串联系统的压降,较好的实现两级串联系统的保效节能。