基于双色法油浆火焰温度场和碳烟浓度场分析

代正华， 孟 凯， 郭庆华， 许建良， 王辅臣

（华东理工大学资源与环境工程学院，上海市煤气化工程技术研究中心，上海 200237）

低碳烯烃是重要的化工原料，如乙烯是用来衡量国家化工发展程度的参考指标，2017 年我国的乙烯产量2.346×107t，占世界乙烯总产量的13.8%[1]。全球的低碳烯烃生产量和需求量都极大，我国的低碳烯烃的来源大部分是石油路线制取[2-3]。随着石油资源的减少和石油品质的降低，使得采用催化油浆等劣质油为原料制取低碳烯烃的工艺有了研究价值。在劣质油制取低碳烯烃的转化工艺过程中常出现结焦现象[4-6]，在实际的工业生产中需要对工业炉内火焰温度、氧气流量等参数进行严格控制，以避免炉膛超温和结焦等情况发生。针对工业生产结焦这一问题，许多学者对碳烟生成机理进行了研究[7-8]，发现碳烟的生成与燃料性质、炉膛温度、氧燃比（氧气与燃料的物质的量之比，全文同）等因素密切相关。为了研究碳烟生成机理从而指导工业生产，需要获得火焰的温度场和碳烟浓度场以便后续的研究。

常用的接触式测温方法由于反应时间长，不符合快速响应的控制要求。光学测定方法作为新兴的测定方法，可以快速获得火焰温度场和碳烟浓度场等信息。用途较广泛的光学测定方法包括：激光诱导荧光法、消光法、双色法等。Yon 等[9]通过激光诱导荧光法、小角X 射线散射法、散射测量方法获得了碳烟颗粒的尺寸、火焰温度和碳烟在火焰中的体积分数，研究了碳烟生成及氧化过程。……