本发明公开了一种非均相三组元液体燃料的快速分离方法：（a）收集非均相三组元液体燃料的混合溶液；（b）对混合溶液均分进入离心分离器中；（c）离心分离器对混合溶液离心分离；（d）将重相强氧化剂溶液汇总送入重相收集罐，将轻相复合燃料汇总送入轻相收集罐。（e）对重相收集罐中的重相强氧化剂溶液用分离内件分离得到强氧化剂溶液和复合燃料；对轻相收集罐中的轻相复合燃料用分离内件分离得到强氧化剂溶液和复合燃料；将重相收集罐和轻相收集罐输出的强氧化剂溶液汇总，将复合燃料汇总。本发明采用离心分离技术多级并联加纤维强化聚结分离技术的组合分离方式，在离心分离器离心分离的基础上进一步精细分离，提高了生产效率，夹带量＜0.5%。