近日，由西安交通大学参与中石化广州工程公司、江苏焱鑫科技股份有限公司共同开发的兆瓦级工业炉零碳纯氨燃烧器及配套系统在江苏省江阴市热态试验获得成功，标志着我国在工业炉零碳纯氨清洁高效燃烧技术领域实现全球首次重大突破，为能源化工行业节能减排、绿色低碳转型发展开辟了一条新路径。
项目研发团队在热态试验现场合影
该项目攻关团队围绕纯氨燃料点火规律、火焰传播速度与流场特性匹配关系、纯氨燃料稳定燃烧条件，以及纯氨燃烧器及配套系统等关键技术展开了研究，完成了核心技术和装备的自主开发、设计和建造工作。今年3月上旬，在江苏焱鑫科技股份有限公司“氢/氨/碳基燃料工业燃烧测试中心”进行了热态试验，成功实现兆瓦级纯氨燃烧器的满负荷稳定运行测试，验证了氨作为工业炉替代燃料的可行性，可替代天然气等传统气体燃料，实现零碳排放。
纯氨燃烧热态实验现场状态
氨作为一种安全、清洁、低成本储存运输的零碳燃料，可实现从源头减碳。以单台100MW工业炉为例，使用纯氨燃料每年可减少CO2排放约17万吨。
纯氨燃烧器的试验成功，为氨燃料在石化行业推广应用奠定了坚实基础，在陶瓷、冶炼等其他高碳排放行业也具有广阔的应用前景。
西安交通大学参与团队为能源与动力工程学院、绿色氢电全国重点实验室黄佐华教授、王金华教授、张猛副教授团队。团队研究方向面向航空航天、燃气轮机及内燃动力装置中的基础燃烧过程；动力装备、工业过程的零碳燃料利用，特别是在燃气轮机气/液氨旋流高效低氮燃烧，工业过程大尺度氨燃烧控制以及氨燃烧关键污染物监测等方面开展了系统深入研究。
团队围绕零碳燃料利用开展氢氨高效稳定燃烧以及燃烧强化、燃料型NOx排放控制两个方面研究，揭示氨燃烧稳定本质机理，系统阐述了氨燃烧强化方法以及应用于燃机、工业过程的可能性，从NOx生成路径以及燃烧组织方面提出了有效的NOx控制策略，阐明了基础燃烧、实验室旋流燃烧和工业燃机过程的关联性，提出了氨燃料燃烧利用研究领域的基础研究方向、研究方法拓展，以及未来潜在的燃烧技术。成果在燃烧领域两刊Combustion and Flame、Proceedings of the Combustion Institute以及能源领域等期刊上发表系列文章，在能源与燃烧领域国际顶级综述期刊Progress in Energy and Combustion Science受邀发表论文。
团队研究面向能源结构化调整，服务新型能源循环经济、“双碳”目标等国家战略，响应国家和社会发展的重大需求。研究领域还包含燃料化学反应动力学以及燃料物性调控，液态燃料雾化蒸发过程以及燃烧控制和强化，层流/湍流火焰动力学，并在氢氨燃料改性以及高效低氮利用技术研究领域取得一系列成果。团队先后获得国家自然科学奖二等奖1项、教育部高等学校科学技术奖一等奖1项、陕西省科学技术奖一等奖2项。团队成员主持国家自然科学基金重大研究计划重点项目1项、自然科学基金重点项目4项、“两机”专项课题3项等多项重点重大项目。
