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电石（CaC2）是化工生产的重要原料,水解后产生的电石渣会严重污染环境,我国每年电石渣排放量可以达到1900万吨,电石渣的处理问题十分严峻。目前,利用电石渣烧制石灰并作为生产电石的原材料是公认的最好处理方法,而此方法对电石渣中Ca（OH）2含量的要求较高。为了实现电石渣生产电石的产业循环,Ca（OH）2的提纯环节十分关键。通过检测发现,电石渣中Ca（OH）2含量随着颗粒粒径减小而增大,综合考虑将分离目标粒径定为75μm,理论上分离后的Ca（OH）2含量可以达到92.4%以上,电石渣颗粒一级回收率为61.6%。根据分离工艺及装备的特点,选用复合式水力旋流器进行电石渣颗粒分级,从而实现Ca（OH）2的提纯。本文在油水分离用复合式水力旋流器的基础上,根据电石渣颗粒的基本物性参数,设计了一种适用于细颗粒分级或固液分离的复合式水力旋流器。通过最大切向速度轨迹法建立数学模型,完成静态壳体结构设计。通过Fluent软件建立复合式水力旋流器的流场模型,从栅片长度、栅片直径、栅片数量和栅片类型四个方面分析旋转栅结构对流场的影响规律,确定驱动旋转栅的设计方案。制作试验样机,搭建试验平台,使用二次正交旋转组合试验设计,验证复合式水力旋流器的分离效果,确定相关分离指标的主控因素。通过曲面响应法得到复合式水力旋流器的最佳操作参数:进料速度2.0m/s;旋转栅转速1921r/min;进料浓度24.2%。最佳操作参数条件下对应的分离指标:溢流分离极限58.4μm;目标颗粒分离效率92%;单机处理量439.6Kg/h;分离精度系数0.472;分股比0.707。通过与静态水力旋流器进行流场对比发现,在壳体结构参数和操作参数均相同的条件下,复合式水力旋流器的流场压力是静态水力旋流器的6.5倍,切向速度是静态水力旋流器的3.3倍,并且具有较大的零轴速包络面表面积。因此,复合式水力旋流器在离心力场强度、流场的动能补偿和分离效率等方面均具有明显的优势。但是,复合式水力旋流器的轴向速度和流场湍动能较大,故在颗粒的有效分离时间和流场稳定性方面则相对处于劣势。