石油工程学院2024-2025学年“求实导师学术沙龙”系列讲座（刘冰（特任）副教授）

2025年4月15日下午（周二）16:00，由刘冰特任副教授主讲的主题为“氢气与氨气对油气扩散火焰碳烟形成机制影响”的学术沙龙活动在石油科技大楼B406顺利进行，油气储运专业的学生参加了此次讲座活动。

在全球气候变化与环境污染治理的紧迫背景下，中国提出“碳达峰、碳中和”的双碳战略目标，标志着能源结构转型与绿色低碳技术发展已上升为国家战略核心。作为工业、交通、发电等领域的主要供能方式，油气燃料燃烧过程中产生的碳烟（soot）具有多重环境效应：不仅是细颗粒物（PM2.5）的重要来源，加剧大气污染与公共健康风险；其含碳颗粒的强吸光特性更显著影响辐射强迫，成为仅次于二氧化碳的全球气候变化关键驱动因子。特别值得注意的是，在石油工业领域，海上平台持续运行的火炬系统以及地面工程中广泛使用的加热炉、注汽锅炉等设备，其全周期油气燃料消耗所产生的碳烟排放总量尤为可观。当前学界对碳烟生成机制的研究仍面临重大挑战。在此背景下，深入解析碳烟生成机理与调控规律具有双重战略意义：在科学层面，这是突破传统燃烧技术瓶颈、建立新一代清洁燃烧理论体系的重要基础；在工程应用层面，更是实现“双碳”目标下能源高效利用与碳排放精准管控的关键突破口。

在“双碳”战略背景下，油气燃料燃烧过程中碳烟生成机理及其调控机制研究，已成为环境科学与能源工程领域的交叉前沿课题。其研究成果不仅关系着清洁能源技术革新、工业能效提升等核心议题，更对全球可持续发展议程的推进具有重要现实意义与深远战略价值。当前，以H₂、NH₃ 掺混为特征的富氧燃烧技术正引领能源清洁化转型。这两种气体凭借其低碳特性与技术协同效应构成创新三角： H₂ 具有零碳排放优势，其高燃烧速率特性既能提升系统热效率，又可抑制氮氧化物生成；NH₃作为储氢介质，依托现有基础设施实现安全储运，有效规避纯氢燃烧的安全风险。特别值得关注的是，氢/氨-烃混合燃烧系统通过继承现有碳氢燃料基础设施，在最小化系统改造的前提下，成功整合了氢能的高效性与氨能的稳定性优势，被公认为极具发展潜力的清洁燃烧解决方案。这种多尺度调控特性为清洁燃烧技术的深度开发提供了理论支撑。因此，揭示多组分掺混燃烧的跨尺度机理、开发低污染自适应调控技术、突破材料与系统集成瓶颈，是实现该技术规模化应用的关键突破口。