蔡建军，男，教授(校聘)，硕导，西安交通大学工学博士，东南大学(流动站)-南方科技大学(工作站)联培博士后，中南大学在职博士后，中国能源研究会会员、中国动力工程学会会员、南宁市E级人才，现为桂林电子科技大学建筑技术与设备系副主任兼支部书记及实验室主任，H因子14，I10因子23。长期致力于钙基化学链气化制氢技术、静脉产业园协同低碳技术研究，在Fuel，Sci. Total Environ.，Renew. Energ.，J. Clean. Prod.，Process Saf. Environ.,等期刊上发表论文43余篇，其中SCI 35篇，ESI论文1篇；主持国家级项目2项、博士后面上基金1项、省部级项目2项、地厅级项目2项，参与国家重点研发计划项目2项；授权发明专利23项(PCT专利1项)；荣获广东省电力技术奖论文奖三等奖1项、湖南省博士后创新创业大赛优胜奖1项。主要成果如下：

①钙基化学链气化制氢技术具有三大功能：二氧化碳富集、富氢气体制取、高温余热回收，在工业节能减排领域具有多方面应用，开发前景广阔。团队围绕技术痛点，通过打破传统技术壁垒，形成了核心材料技术、化学链制氢过程强化技术、产业化应用技术，阐述了钙基化学链气化制氢基础理论，完成了化学链气化制氢大型中试装置方案设计，为下一步开展中试试验装置或工业试验装置建设与运行提供了依据。此外，以此为基础，进一步与富氢碳循环氧气高炉冶炼技术、退役动力锂电池回收技术、中\高温储能技术、固态燃料电池循环发电技术结合，在克服原有技术缺陷基础上，展示了更具应用前景的优势，形成了具有工程应用价值的前沿技术。围绕该领域，形成知识产权12项，荣获多项国家级、省部级项目资金支助，以第一/通讯作者身份发表SCI论文21篇。

②静脉产业园作为“无废城市”的微观形式，通过将固体废弃物进行资源化处理后重新进入消费领域或最终处置无害化，完成物质和能量的循环活动，将成为“无废城市”主要实现手段之一。围绕静脉产业园技术，通过科学技术创新驱动，对固体废物资源化利用、高效处置基础和工程应用开展了系列研究，以期实现提振园区经济发展和技术创新水平。关键技术包括：焚烧技术改造、烟气净化技术优化、恶臭气体防控技术、飞灰稳定化/资源化技术、多联产系统集成、协同湿式厌氧消化研发，针对上述研究取得了系列研究成果。围绕该领域，形成知识产权11项，以第一/通讯作者身份发表SCI论文22篇、ESI论文1篇，建立示范工程1项，荣获第一届湖南省博士后创新创业大赛优胜奖、广东电力科学技术奖论文奖三等奖各一次。

 

1、    Jianjun Cai, Feng yang*, Ming Luo, Shuzhong Wang*. Highly stable CO₂ capture performance of binary doped carbide slag synthesized through liquid precipitation method [J]. Fuel, 2020, 280, 118575. (SCI源刊, IF: 8.035)

2、    Jianjun Cai, Shuzhong Wang*, Zhongzheng Xiao. A study on the CO₂ capture and attrition performance of construction and demolition waste [J]. Fuel, 2018, 222, 232-242. (SCI源刊, IF: 8.035)

3、    Jianjun Cai, Shuzhong Wang*, Cao Kuang, et al. Insight into the kinetic analysis of catalytic combustion for biomass after alkaline metals loaded pretreatment [J]. Fuel, 2017, 203: 501-513.(SCI源刊, IF: 8.035)

4、    Jianjun Cai*, Wenheng Zheng*, Quan Wang. Effects of hydrogen peroxide, sodium carbonate, and ethanol additives on the urea-based SNCR process [J]. Science of the Total Environment, 2021, 145551. (SCI源刊, IF: 9.800)

5、    Jianjun Cai, Shuzhong Wang*, Cao Kuang. Modeling of carbonation reaction for CaO-based limestone with CO₂ in multitudinous calcination-carbonation cycles [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2017, 42: 19744-19754.(SCI源刊, IF: 7.139)

6、    Jianjun Cai, Shuzhong Wang*, Qingcheng Wang, et al. The characteristics of biomass gasification in multistage heating and gradient chain gasifier [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2016, 41(35): 15674-15681 (SCI源刊, IF: 4.939)

7、    Jianjun Cai*, Ronghua Zeng, Wengheng Zeng*, et al. Synergistic effects of co-gasification of municipal solid waste and biomass in fixed-bed gasifier [J]. Process Safety and Environmental Protection, 2021, 148, 1-12. (SCI源刊, IF: 7.800)

8、    Jianjun Cai*, Wengheng Zeng*, Ming Luo, et al. Gasification of biomass waste in the moving-grate gasifier with the addition of all air into the oxidizing stage: Experimental and numerical investigation [J]. Process Safety and Environmental Protection, 2021, 147: 985-992. (SCI源刊, IF: 7.800)

9、    Jianjun Cai*, Wenheng Zheng, Ming Luo, et al. Characterization of copper (II) chemical forms and heavy metal distribution in chemical looping gasification of municipal solid waste [J]. Journal of the Energy Institute, 2021, 96: 140-147. (SCI源刊, IF: 5.70)

10、Jianjun Cai, Shuzhong Wang*, Ming Luo, et al. CO₂ capture performance of Portland cement based carbide slag and its enhancement of CO₂ capture capacity [J]. Chemical Engineering & Technology, 2018, 41 (3), 524-531. (SCI源刊, IF: 4.748)

11、Wenghen Zheng*, Beiyu Li, Jianjun Cai*. Mingyue Li. Effects of continuous wet weather on the microclimate environment of electrical power plants [J]. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2021, 43, 100989. (SCI源刊, IF: 8.00)

12、Wenghen Zheng*, Beiyu Li, Jianjun Cai*. Mingyue Li. Microclimate characteristics in the famous dwellings: A case study of the Hakka Tulou in Hezhou, China [J]. Urban Climate, 2021, 37: 100824. (SCI源刊, IF: 6.400)

13、Zhongzheng Xiao, Shuzhong Wang*, Ming Luo, Jianjun Cai*. Combustion characteristics and synergistic effects during co-combustion of lignite and lignocellulosic components under oxy-fuel condition Fuel, 2021, (-), 122399. (SCI源刊, IF: 5.578)

14、Cao Kuang, Shuzhong Wang, Ming Luo, Jianjun Cai, Jun Zhao. Investigation of CuO-based oxygen carriers modified by three different ores in chemical looping combustion with solid fuels [J]. Renewable Energy, 2020, 154: 937-948. (SCI源刊, IF: 8.700)

15、Cao Kuang, Shuzhong Wang*, Song Lv, Jianjun Cai, Ming Luo, Jun Zhao*. Comparison of metallic oxide, natural ore and synthetic oxygen carrier in chemical looping combustion process [J]. International Journal of Hydrogen Energy, accepted. (SCI源刊, IF: 7.139)

16、Ming Luo, Chao Wang, Yang Yi, Ke Liu, Jianjun Cai, Qian Wang. Power generation from coke oven gas using chemical looping combustion: thermodynamic simulation [J]. Chemical Engineering & Technology, 2018, 41 (3), 524-531. (SCI源刊, IF: 2.100)

17、Ming Luo*, Lunzheng Zhou, Jianjun Cai, Haiyan Zhang, Chao Wang. Migration of sulfur in in-situ gasification chemical looping combustion of Beisu coal with iron-and copper-based oxygen carriers [J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2021, 35, 247-255. (SCI源刊, IF: 2.627)

18、XingYing Tang, YouChang Zheng, ZeQin Liao, YingHui Wang, JianQiao Yang, Jianjun Cai. A review of developments in process flow for supercritical water oxidation [J]. Chemical Engineering Communications, 2020, 1-17. (SCI源刊, IF: 1.802)

 

美国PCT专利

1、Shuzhong Wang, Xi Zhang, Liwei Ma, Pengfei Yu, Jianjun Cai, Zhongqing Zhang, Lin Chen, Haiyu Meng, Zefeng Jing. Control system and method for dry centrifugal granulation of liquid slag[P]. Pub. No: US2020/0232064A1, Pub. Date: Jul. 23, 2020.

授权发明专利

2、蔡建军,郑文亨. 一种可实现多联产的垃圾无害化资源化处置系统及其方法[P]. 专利号:ZL202011239846.2, 授权日期: 2022.11.01.

3、蔡建军,郑文亨.一种基于钙基吸附剂的高温热化学循环储能系统及方法[P]. 专利号:ZL202011015964.5, 授权日期: 2022.09.02.

4、蔡建军,郑文亨.一种基于钙基吸附剂的中低温热化学循环储能系统及方法[P]. 专利号:ZL202011118864.3, 授权日期: 2022.08.02.

5、蔡建军,郑文亨,韩杰.一种用于含碳燃料的钙基化学链气化制备高热值合成气的系统及方法[P]. 专利号:ZL202010715580.8, 授权日期: 2021.10.22.

6、蔡建军,朱玲霞.一种基于钙基化学链气化制氢的富氢碳循环氧气高炉冶炼系统及方法[P].申请号:202410409208.2, 申请日期：2024.04.07.

7、蔡建军,朱玲霞,张佳峰,方明康,姚胜峰.一种基于钙基化学链气化制氢的废旧三元锂离子电池回收系统及方法[P].申请号:202410477473.4,申请日期：2024.04.19.

8、蔡建军,朱玲霞,于志龙,唐玉飞,杜承龙,梁千浪,郭敏佳.一种垃圾焚烧系统及使用方法[P].申请号:2023117306530,申请日期:2024.04.05.

9、蔡建军,朱玲霞,袁飞,李开强.一种垃圾池通风除臭系统及其调控方法[P].申请号:2022116132823,申请日:2022.12.15.

10、蔡建军,郑文亨.一种具有双温区的滑轨热天平系统及其使用方法[P].申请号:2021104762038,申请日:2021.04.29.

11、王树众,蔡建军,赵军, 曾荣华. 一种垃圾气化炉及基于其的垃圾气化方法[P]. 发明专利,专利号: ZL201811534176X, 授权日期:2021.11.10.

12、王树众,蔡建军,匡草,景泽锋.一种基于钙基载碳体的生物质化学链气化制取富氢合成气的装置及其使用方法[P].专利号:ZL201611111821.8, 授权日期:2019.06.11.

13、王树众,蔡建军,马立伟,张茜,孟海鱼,陈林,景泽锋,张忠清,于鹏飞.一种用于移动床内高温固体散料冷却的控制系统及方法[P],发明专利,专利号: ZL201710113947.7, 授权日期:2018.10.30.

14、王树众,蔡建军,赵军,景泽锋,马立伟,张茜,吴志强,孟海鱼,曾荣华,肖照宇.一种具有快速更换及事故处理功能的液态熔渣流量控制装置[P],发明专利,专利号:ZL201810163101.9, 授权日期:2019.10.11.

15、王树众,蔡建军,赵军,景泽锋,张茜,马立伟,孟海鱼,吴志强,肖照宇,曾荣华.一种具有快速更换及事故处理功能的液态熔渣流量控制装置的操作方法[P],发明专利,专利号: ZL201710159870.1, 授权日期: 2019.10.11.

16、王树众,蔡建军,赵军, 匡草. 一种垃圾气化热电联供系统[P]. 发明专利,专利号: ZL201810183516.2, 授权日期:2020.07.17.

17、王树众, 赵军, 蔡建军, 匡草. 一种等离子飞灰熔融及合成气净化一体化装置，2018.04.04，中国，ZL201810301989.8, 授权日期:2020.05.22.

18、张作泰,蔡建军,颜枫，王鹏举,谢丰.二噁英阻滞剂喷射装置、危废处理系统及方法[P].授权号: 2021110676615.6;申请日:2021.06.16.

19、王树众,匡草,赵军,蔡建军.一种生活垃圾气化发电系统[P],专利号:ZL201810183155.1, 授权日期:2019.08.23.

20、王树众,曾荣华,赵军,蔡建军.一种垃圾气化及焦油催化气化装置[P]. 发明专利,专利号: ZL 2018115342391, 授权日期:2021.04.20.

21、王树众,张茜,马立伟,于鹏飞,蔡建军,张忠清,陈林,孟海鱼,景泽锋.一种用于液态熔渣干式离心粒化的控制系统及方法[P],专利号:ZL201710116640.2, 授权日期:2019.02.05.

22、王树众,张茜,马立伟,于鹏飞,蔡建军,张忠清,陈林,孟海鱼,景泽锋.一种用于液态熔渣粒化的粒化器系统[P],专利号:ZL201710113948.1, 授权日期:2019.04.12.

23、王树众,张茜,马立伟,于鹏飞,蔡建军,张忠清,陈林,孟海鱼,景泽锋.一种粒化器驱动及冷却装置[P],专利号:ZL201710113899.1, 授权日期:2019.02.05.

24、王树众,张忠清,张茜,马立伟,陈林,孟海鱼,景泽峰,蔡建军,于鹏飞.一种带有流量温度监测及控制功能的二级液态熔渣缓存系统[P],专利号:ZL201710114387.7, 授权日期:2018.09.04.

25、王树众,张忠清,陶贵华,马立伟,王洪池,张茜,陈林,孟海鱼,景泽锋,于鹏飞,蔡建军.一种用于控制液态熔渣流量的控制装置[P],专利号:ZL201710114383.9, 授权日期: 2019.04.12.

26、王树众,匡草,赵军,蔡建军.一种生活垃圾气化熔融发电系统[P],专利号: ZL201810183145.8, 授权日期: 2020.04.28.

27、王树众,孟海鱼,吴志强,陈林,张忠清,于鹏飞,蔡建军.用于液态熔渣干式离心粒化及余热回收的系统及控制方法[P],专利号:ZL201710115036.8, 授权日期: 2019.10.11.

 

1、申请人近5年作为负责人或参与者承担的国家自然科学基金项目

1) 国家自然科学基金委员会, 地区基金项目, 52266011, 机器学习下掺杂钙基吸附剂设计直觉及其复杂矿化反应下性能调控机制, 2023-01-01至2026-12-31, 33万元, 在研, 主持；

2) 国家自然科学基金委员会, 青年科学基金项目, 52006096, 高分散ZrMg双组分钙基吸附剂的可控构筑及其生物质化学链气化制氢构效关系研究, 2021-01-01至2021-12-31, 8万元, 结题, 主持；

3) 中国博士后基金, 面上项目, 2023M741516, 生物质热解还原焙烧-水浸联合法回收废旧锂电池技术研究, 2023-11 至 2025-03, 8万元, 在研, 主持;

4) 国家自然科学基金委员会, 青年科学基金项目, 51706173, 基于气泡尺度的携砂VES-CO₂泡沫液在裂缝中的多相流动与颗粒运移机制, 2018-01-01至2020-12-31, 24万元, 结题, 参与；

5) 中华人民共和国科学技术部, 国家重点研发计划, 2018YFC1902900, 基于分类的深圳市生活垃圾集约化处置全链条技术集成与综合示范, 2018-12至2022-12, 2818万元, 结题, 参与；

6) 中华人民共和国科学技术部, 国家重点研发计划, 2017YFB0603604, 液态熔渣高效热回收与资源化利用技术, 2017-07至2020-06, 2217万元, 结题, 参与.

2、申请人近5年内作为PI或参与者承担的其他研究项目（国家自然科学基金项目除外）

1) 桂林市科学技术局, “三企入桂”科技创新支撑能力提升, 2021H0202, 垃圾焚烧厂阵发性恶臭污染物的区域环境过程及其控制机理, 2021-07至2023-07, 84.90万元, 结题, 主持；

2) 桂林市科学技术局, 桂林市创新平台和人才计划, 20210218-3, 化学链气化制氢与燃料电池联合循环发电系统研究, 2021-07至2024-12, 6万元, 在研, 主持；

3) 广西建筑新能源与节能重点实验室, 开放基金, 桂科能22-J-22-1, 基于内循环流化床的建筑废弃物回收燃料的气化燃烧特性研究, 2022-01 至 2023-12, 3万元, 在研, 主持;

4) 广西壮族自治区科学技术厅, 广西科技基地和人才专项, 2020AC19092, 基于城市生活垃圾的化学链气化制氢特性及其关键污染物减排机理研究, 2021-01 至 2023-12, 20万元, 在研, 主持;

5) 广西壮族自治区科学技术厅, 广西自然科学基金青年科学基金项目, 2020JJB160052, 城市生活垃圾化学链气化制氢特性及其污染物减排机理研究, 2021-01 至 2023-12, 8万元, 结题, 主持;

6) 生态环境部华南环境科学研究所, ZHT-ZX-2022-0323, 退役动力电池正极材料及低共熔溶剂有效组元活性位点表征分析, 2021-12 至 2022-09, 2.5万元, 结题, 主持;

7) 深圳市科技创新委员会,重点项目, JCYJ20200109141642225, 危险废物焚烧处置污染物协同净化超低排放机制研究, 2021-01至2023-11, 200万元, 结题, 参与;

8) 广东省科学技术厅, 公益研究与能力建设项目, 2017A010104020, 农林生物质与垃圾共气化及飞灰熔融发电关键技术研究, 2017-01 至 2019-12, 30万元, 结题, 参与.

 

①针对小型生活垃圾焚烧装备存在的技术瓶颈，实现了以“炉排炉焚烧”--“旋流式气化焚烧”--“文丘里直射蓄热气化焚烧”的技术创新，解决了小型化生活垃圾焚烧炉燃烧不稳定、燃烧效率低、烟气污染物排放水平高、设备建设运行成本高的难题，该领域标志性成果荣获第一届湖南省博士后创新创业大赛优胜奖。

 ②二噁英具有持久性、难降解、蓄积性及三致效应，对环境、人体危害巨大；随着我国垃圾清运量增加，其焚烧处置过程将产生大量二噁英。申报人以深圳大型生活垃圾焚烧炉为对象，系统研究了二噁英沿程排放机制，为二噁英防控技术研发提供了新理论，该领域标志性成果荣获广东电力科学技术奖论文奖三等奖。

 

1.   《室内空气污染控制》（本科）

2. 《普通化学》（本科）

3. 《新能源技术》（本科）

4. 《高等传热学》（硕士）

5. 《能源转换原理及应用》（硕士）

6. 《建筑热过程》（硕士）

 

团队介绍

**工业节能减排及资源循环利用技术团队**

**研究方向**

团队致力于开展工业节能减排及资源循环利用技术研究，旨在通过创新方法和前沿工程技术解决能源危机和环境问题。研究核心领域包括：钙基化学链气化制氢技术、富氢碳循环氧气高炉冶炼技术、退役动力锂电池回收技术、静脉产业园协同处置技术、生物质能与有机废物转化技术、绿色低碳建筑材料开发。

**主要成果**

团队围绕钙基化学链气化制氢开展了高性能钙基吸附剂构筑、化学链制氢过程强化、联合循环发电系统构建研究，形成了钙基化学链气化制取高热值合成气和绿氢技术，进一步与富氢碳循环氧气高炉冶炼技术、退役动力锂电池回收技术结合，形成前沿新技术。

围绕静脉产业园技术，通过科学技术创新驱动，对固体废物资源化利用、高效处置基础和工程应用开展了系列研究，以期实现提振园区经济发展和技术创新水平。关键技术包括：焚烧技术改造、烟气净化技术优化、恶臭气体防控技术、飞灰稳定化/资源化技术、多联产系统集成、协同湿式厌氧消化研发，针对上述研究取得了系列研究成果。此外，在生物质能领域，开创性地开发了一种高效生物质能与有机废物气化焚烧技术，将废弃物转化为可再生能源。

**成员构成**

团队由来自不同学科背景的专家组成，包括动力工程及工程热物理专家、冶金工程专家、环境科学工程专家、机控制科学与工程专家、建筑环境与能源应用专家。多学科的团队构成不仅促进了广阔的视野，也为跨学科研究提供了有力的支持。核心成员包括：教授1名、副教授/副研究员3名、硕士研究生6名。

**领导者简介**

团队由工业节能减排及资源循环利用专家蔡建军教授领导，在钙基化学链气化制氢技术、静脉产业园协同处置技术、生物质能与有机废物转化技术的研发方面有着超过12年的丰富经验，并获得了多项发明专利，建立相关示范工程2项。

**合作伙伴**

团队与国内外多家知名大学、研究机构、企业建立了密切合作关系。这些伙伴关系不仅扩大了团队的研究资源和网络，也为团队提供了共享最新科研信息和技术的平台。

 

**培养理念**

不论出处，激发兴趣、重视创新、聚焦前沿。

**指导经验**

目前，指导研究生共4名，包括：研二学生1名、研一学生2名、联合培养（广西大学）研一学生1名。

**学术导师**

学术指导过程注重关键环节指导，包括：激发学生发现问题、查阅文献、总结归纳、试验设计、组织实施及表达能力培养，鼓励学生参与科研项目，提供个性化指导，定期组织学术讨论。

**培养情况**

学生培养过程与导师项目及个人兴趣紧密结合，研究生团队参与的代表性科研项目情况：

(1)朱玲霞，硕士二年级，研究课题为烟气净化端熟石灰对飞灰重金属鳌合稳定化的预调控机制及其建材资源化，主要参与课题为：烟气净化系统对垃圾焚烧飞灰鳌合固化的调控技术研究(企业委托)，目前已发表SCI论文2篇，申请发明专利2项。荣获国家奖学金一次、优秀硕士研究生称号。

(2)梁千浪，硕士一年级，研究方向为第一性原理密度泛函理论(DFT)计算及分子动力学计算，主要参与课题为：机器学习下掺杂钙基吸附剂设计直觉及其复杂矿化反应下性能调控机制(国家自然科学基金委员会,地区基金项目)，目前已撰写SCI论文1篇，申请发明专利1项。

(3)唐玉飞，硕士一年级，研究方向为机器学习(ML)驱动钙基吸附剂高效筛选及快速预测，主要参与课题为：机器学习下掺杂钙基吸附剂设计直觉及其复杂矿化反应下性能调控机制(国家自然科学基金委员会,地区基金项目)，目前已撰写SCI论文1篇，申请发明专利1项。

(4)吴雨萌，硕士一年级(联合培养)，研究方向为废旧锂电池回收技术研究，主要参与课题为：生物质热解还原焙烧-水浸联合法回收废旧锂电池技术研究(中国博士后基金,面上项目)，目前课题进展顺利。

**招生要求**

招收专业主要为能源与动力工程专业、环境科学与工程专业、建筑环境与能源应用工程专业、计算机科学与应用专业学生报考，欢迎报考。

**联系方式**

邮箱：caijianjun@guet.edu.cn

电话：15889616764(微信同号)

座机：0773-2303796

传真：0773-2290118

地址：广西桂林市七星区金鸡路1号桂林电子科技大学建筑与交通工程学院，邮编：541004