Nicolai var sønn av Anders Nicolai Kiær og Edle Johanne Bordø. Han ble etter endt teknisk utdannelse i 1911 sendt til Kina i 1912 av Norges Kristelige Ungdomsforbunds Ungdomsmisjon, og begynte å arbeide for i Changsha i provinsen Hunan. I 1930 sluttet han seg til Det norske misjonsselskap og underviste ved misjonens middelskole i Taohuashan (Taohualun, 桃花倫) i Yiyang. Hans norske YMCA-arbeid ble overtatt av Anders Tangeraas i 1935.