【成果介绍】
无焰燃烧是一种新型燃烧方式,无火焰锋面和局部高温区,温度场在燃烧室内分布均匀;燃烧过程NOx和碳烟生成得到显著抑制;燃烧稳定性好,燃烧噪音低,燃烧安全性好。
无焰燃烧尤其对NOx减排效果显著。团队经十余年研发,开发了针对气体、液体及固体燃料,兼容常规有焰和新型无焰燃烧运行的一体式燃烧器系列产品。对于天然气燃料,应用于中试及现场工业窑炉可实现天然气无焰燃烧NOx原始超低排放;对于冶金煤气燃烧,应用于中试及钢铁厂实际窑炉可实现低热值煤气无焰燃烧NOx原始超低排放;针对液体(柴油)和固体(煤粉、生物质、半焦残炭)燃料,应用于中试燃烧炉,相比于常规有焰燃烧方式,可降低30%-75%的NOx排放。无焰燃烧NOx减排效果显著优于常规低氮燃烧技术。
【性能指标】
【应用实例】
无焰燃烧技术应用于天然气工业锅炉,完成了MW级锅炉中试实验及现场工程应用,当常规有焰燃烧切换到无焰燃烧时,NOx排放满足燃气锅炉NOx超低排放标准。
无焰燃烧技术应用于钢铁加热炉,完成了3 MW级钢铁加热炉无焰燃烧器设计方案和144 MW窑炉现场技术应用。无焰低NOx燃烧器可实现煤气无焰燃烧,炉尾NOx排放小于150 mg/m3@ 8% O2(第三方测试),满足钢铁加热炉超低排放标准;同时炉内加热温度均匀性大幅提高,有利于工业生产中改善炉内钢坯加热质量。
【知识产权】
该成果获授权发明专利20余项,下表是部分展示:
【应用场景】
应用领域:天然气工业锅炉和钢铁行业加热炉,燃油及煤粉燃烧炉
潜在应用领域:各类燃烧设备
【合作方式】
【专家介绍】
李鹏飞,华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室副教授(博导),中欧清洁与可再生能源学院副教授,国家环境保护燃煤低碳利用与重金属污染控制工程技术中心副主任。
已在能源领域国际知名期刊如Combustion and Flame、Proceedings of the Combustion Institute、Fuel、Energy Fuels、Fuel Processing Technology和Energy等发表SCI论文50余篇,El论文16篇;被引用超过1700次,H因子21;任《煤炭学报》科学编辑。在计算流体力学模拟、富氧燃烧及无焰燃烧领域出版书籍4部。
入选中国科协青年人才托举工程,获得北京大学产学研合作优秀项目奖(2019年)、华中科技大学学术新人奖(教师类,2019年)、中国工程热物理学燃烧学术年会优秀科普作品奖(2018年)、中国高被引图书(2017年)、中国工程热物理学会燃烧学分会优秀论文奖(2016年)、《中国化学工程学报》(英文版)高被引论文(2015年)、Energy Fuels杂志全年最热门阅读文章(2014年两篇文章同时入选)、Combustion and Flame杂志全年最热门下载文章(2013年)、北京大学优秀博士后(2014年)、Springer Thesis Award(2013年)、北京大学学术十杰(2013年)和北京大学优秀博士论文奖(2013年)等荣誉。
作为主持人获得国家自然科学基金重大研究计划、面上和青年基金项目、国家重点研发计划重点专项子课题、教育部协同育人项目、中国博士后基金特别资助、武汉青年科技晨光计划等多项国家及省部级项目。
柳朝晖,任教于华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室,教授(二级)、博士生导师、“华中学者”特聘岗。2004年入选教育部新世纪人才(首批),2007年作为主要成员入选国家自然科学基金委员会创新群体。
主要从事碳捕集利用与封存(CCUS)、湍流两相反应流体力学和燃烧过程数值模拟等方面的研究工作。
主持国家重点基础研究发展规划项目(973)课题1项、国家科技支撑计划课题1项、国家高技术发展计划(863)课题2项,国家自然科学基金项目5项。致力于用直接模拟、大涡模拟和激光粒子图像速度场仪(PIV)等现代数值模拟和测量手段发展和检验湍流两相反应流模型的基础研究。在煤粉燃烧和气化、灰沉积与结渣等过程的数值模拟方面有多年的研究和实践。近年来关注温室气体和超细颗粒物减排过程的基础问题。
在富氧燃烧碳捕集技术的研发上开展了具体而有成效的工作:2006年建成了当时国内目前最大的300kW富氧燃烧及污染物协同脱除试验系统;2011年底主持建成了目前国内最大,世界第三套,具有国际领先水平的3MW全流程富氧燃烧试验/示范系统;国家科技支撑计划支持的35MW富氧燃烧工程示范于2015年建成并全面达到预期指标;神华集团200MWe预可研也于2015年底完成。通过十余年的研发,团队引领了国内富氧燃烧技术的研究、开发和示范,和国际水平基本保持同步,与包括神华集团、东方电气集团在的相关企业组建了包括“学研产用”的新型产业创新联盟,并与ALSTOM、B&W等国际企业发展了合作关系。35MW富氧燃烧工程示范成果入选国家“十二五”科技成果展,围绕该示范装置,团队不仅突破了富氧燃烧器和锅炉等关键技术和装备研发,还在系统集成设计和运行上实现了4个国际“首次”:首次按照空气-富氧燃烧兼容方案设计,首次兼具干烟气和湿烟气循环能力,首次配备了低能耗的三塔空分系统,首次实现了82.7%的烟气二氧化碳高浓度富集。
获国家自然科学二等奖1项,省部级自然科学一等奖2项,二等奖2项。在国内外权威学术刊物上发表论文两百余篇,SCI收录论文60余篇,并合著专著一本,大会报告和邀请报告12次。
【联系方式】
有成果推介需求的华科老师或有技术需求的企业请联系:
李老师 027-87557790;zhuanli_lizhi@hust.edu.cn