李为臻课题组：层流燃烧技术应用于燃气直燃超低氮燃烧器

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近日，应用我所催化与新材料研究室李为臻研究员团队开发的层流燃烧技术的燃气直燃超低氮燃烧器，在中国国际展览中心举行的2021年ISH北京国际供热展览会上展出。此次展出的50-1400kW多款燃气直燃超低氮燃烧器得到业内广泛关注，为燃气清洁燃烧行业提供了新优技术和产品。
　　层流燃烧技术是李为臻团队继无焰燃烧技术后开发的又一先进清洁燃烧技术，其着眼于对长火焰燃烧状态的均一性控制，使燃气和空气在混气结构中以剧烈的湍流状态完成均匀混合，继而通过具有整流和阻火功能的燃烧头，使紊流混合气体被整流成稳定的平流气体流出，点火后在燃烧头上形成多个稳定、均匀、薄透的单层宝蓝色锥形层状流动火焰，使得燃气完全燃烧。该过程的热力型和快速型氮氧化物被同时抑制，CO/NOx排放浓度都低于20mg/Nm3。应用层流燃烧技术的燃气直燃超低氮燃烧器采用风机后进燃气的后混气方式，燃烧头一直处于冷区且具有阻火功能，以直接喷火燃烧的方式实现CO/NOx的同时超低排放，在安全性、能效性、适应性等方面展示出诸多优势，有效解决了目前市场上其他低氮技术的痛点。

　　燃气低氮燃烧是与燃料煤改气同时并行的重要举措，对助推能源革命，实现“碳达峰””碳中和”目标、打赢“蓝天保卫战”等具有重要意义。自2017年以来，北京执行的氮氧化物排放特别限值（<30mg/Nm3）标准，对减少雾霾天数起到了积极的作用。2020年，我国天然气消费量为3200亿立方米，按达到我国现行氮氧化物排放一般限值（<150mg/Nm3）粗略估算，氮氧化物排放量多达500多万吨，减排空间达400多万吨。全国范围内推广低氮燃烧，有望将大气中氮氧化物含量降低到环境容量以下，为解决雾霾、近地臭氧污染等大气污染的问题提供重要帮助。
　　上述成果得到中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”项目——“民用燃气低氮燃烧关键技术与示范”课题的支持；在产品转化过程中得到大连长兴岛经济区管委会的支持。（文/图 张景才）


       文章来源：大连化物所
       李为臻 ,中国科学院大连化学物理研究所研究员。1980年出生于山东省日照市，2002年于山东大学化学学院获学士学位，2007年于北京大学化学与分子工程学院获理学博士学位。之后先后于2007-2009年和2010-2014年分别在清华大学化学系和美国太平洋西北国家实验室从事博士后研究。2014年初作为“所百人计划”引进人才加入大连化学物理研究所。