［本站讯］近日，核科学与能源动力学院董勇教授课题组在国际权威综述期刊Renewable and Sustainable Energy Reviews(IF: 16.3)发表题为“Burner, combustion characteristic and flame stabilization mechanism in micromix combustion: A review”的综述性论文。文章系统总结了微混技术在实现氢燃料清洁高效稳定燃烧中的最新研究进展，深入探讨了当前研究面临的挑战与未来发展趋势。2024级博士生石志伟为论文第一作者，董勇教授为唯一通讯作者，山东大学为该论文的第一完成单位。
氮氧化物（NOx）作为主要的大气污染物之一，会造成严重的光化学烟雾和呼吸系统疾病等风险。传统的燃烧技术受限于燃料-空气混合不充分和局部高温区等问题，导致NOx排放普遍超过50 ppm@15%O2。微混燃烧技术通过亚毫米级燃料-空气混合解决了这些限制，其核心机制是利用横流或同轴微射流实现燃烧前充分均匀混合，消除火焰局部高温，将燃烧峰值温度控制在1800–1950 K，使热力型 NOx排放量降低 1–2 个数量级，同时具备优异的多燃料适应性，为氢气、天然气等清洁能源的高效利用开辟了新路径。
图1 微混燃烧技术关键点及氢能全产业链
该项工作全面整合了五个关键研究维度：微混燃烧基本原理、燃料灵活性、燃烧器设计准测及优化策略、燃烧特性和火焰稳定性机制。通过丰富的案例分析，展示了不同燃料（如氢气、甲烷、氨气及其混合物）在微混燃烧器中的适应性，深入分析了燃烧器结构参数与燃烧性能间的定性关系，建立了新型燃烧器设计原则。系统探讨了微混燃烧中的火焰稳定机制，包括防止回火、扩展贫燃极限及抑制热声振荡的方法。通过优化燃烧器设计、控制操作参数及采用先进的控制策略，能有效提升微混燃烧的稳定性与安全性。此外，通过将微混燃烧的精准混合与高效燃烧特性与低氧稀释、分级燃烧或催化燃烧等技术相结合，不仅进一步降低了NOx等污染物的排放，还显著提升了燃烧效率和燃料适应性，这种跨技术的融合为解决传统燃烧技术中高排放与低效率的难题提供了创新方案，对于推动工业锅炉、燃气轮机及航空航天推进系统等领域的绿色转型与可持续发展具有重要意义。
图2 微混燃烧稳定性分析
展望未来，论文指出微混燃烧技术将向紧凑化、高效化方向发展，强调了跨学科研究的重要性。通过优化燃烧器结构、开发新型混合技术及加强行业-学术-研究合作，推动氢气微混燃烧技术更广泛应用，支持零碳、低NOx能源系统的构建，为能源结构的绿色转型贡献力量。
