王建成

男， 太原理工大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1996. 9-2000. 6，河南师范大学，化学工艺专业，工学学士
2001. 9-2004. 6，太原理工大学煤化工研究所，化学工艺专业，工学硕士
2004. 9-2008. 6，中国科学院山西煤炭化学研究所，化学工艺专业，工学博士
2008.06-2011.05，太原理工大学 讲师
2011.06-2015.10，太原理工大学 副教授
2015.11-至今，太原理工大学 教授
2018.07-至今，太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室 主任
2021.01-2022.01，太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室 主任
2022.04-至今，太原理工大学环境科学与工程学院 院长

研究领域和兴趣

环境催化

主要业绩

习总书记在二十大报告中指出，要深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，确保能源安全，积极稳妥推进碳达峰碳中和，而我国富煤贫油少气资源禀赋特点，决定了必须适度发展煤化工，其“高端化、多元化、低碳化”发展是落实能源安全和双碳战略的重要保障。煤气化作为现代煤化工的龙头技术，规模效应产生大量的气化渣，每年约6000万吨，残碳含量高和组成复杂等特点，其减量化和资源化利用挑战巨大。而焦化产生大量的NOx和VOCs，对大气中PM2.5和O3影响显著，其污染物浓度低、成分复杂，协同治理技术存在技术瓶颈。本人重点围绕煤基气体多污染物协同脱除和煤气化灰渣循环利用的两个关键难题，从源头调控、过程治理、末端循环三个层面，在科学认识污染潜质元素物化特性和转化行为的基础上，指导污染潜质元素有效利用、多污染协同催化材料设计及功能碳材料定向构筑，将研究成果应用于污染治理与资源化利用的工程实践。具体的创新研究成果如下：
一、针对SO2、NOx和重金属污染，提出了通过控制S、N、重金属转化与迁移路径，获得污染物减排方法以及S原位转化制备含硫脱汞吸附材料的制备工艺
基于煤热化学转化过程中S、N、Hg等污染元素在产物中的再分配规律及多场耦合条件对元素迁移转化的影响机制，在国家自然基金联合重点项目“西部中低阶煤热化学转化过程污染元素迁移和转化机理研究”的支持下，对宁东中低阶煤热化学转化过程中污染元素迁移及转化调控进行研究，分析煤、气化渣和废水中污染元素含量及赋存形态，量化煤质特性、工艺条件及添加剂对煤热解、气化过程中S、N、Hg等污染元素迁移转化行为的影响，阐明污染元素间的相互作用机制，构建合理的气化过程中污染元素变迁的调控方法及其控制模型关联生产工序，形成基于源头控制的一体化污染物减排与治理方案。此外，在国家自然基金联合基金培育项目和国家能源集团2030重大项目先导项目的支持下，候选人及其团队基于挥发分、煤中矿物质、添加剂等对S元素定向转化的调控规律，开发了将高硫煤中的有机硫和无机硫定向转化为具有脱汞活性的活性硫物种（S0、S22-等）的制备工艺：①金属氧化物掺杂炭化+②碱活化（无机硫的转化仅需步骤②），并成功拓展至高硫石油焦、煤液化渣及其萃余物等廉价含碳材料。在此基础上对煤化工固废基脱汞吸附剂进行了氧化改性，提高了吸附剂的磁性和脱汞温度，简化了煤化工固废基吸附剂的回收工艺，拓展煤化工固废基吸附剂的应用市场。
通过研究，建立了煤基气体污染物与煤种、生产工序间的关联，拓展了污染物治理的方式，拓宽了廉价煤基含碳资源的高附加值利用方式，为煤转化生产过程的污染元素的有效调控和同步脱除提供理论支撑。
二、针对NOx和VOCs脱除大气污染治理迫切需求，研发了焦化多污染物多级分质一体化治理技术，构建了酸性位和活性位耦合低温耐硫催化剂，并开展工程示范
立足山西区域经济特色，长期深耕大气污染物治理的关键技术与材料开发。在太原市科技攻关和山西省社发重点项目的支持下，通过煤热转化过程中污染物排放特征、变化与区域大气质量相关性分析，精准溯源，解析了太原市臭氧和颗粒物污染的形成机制。在细化高污染关键工序污染特征的基础上，构建了多级分质一体化污染物治理技术方案。围绕技术核心-关键功能材料，采用酸修饰和活性位耦合，构筑了匹配应用场景的无定型介孔MnCeSmTiOx催化剂，通过Sm掺杂降低Mn和Ce氧化能力但增强了其低温活化NO和O2的能力，实现了低温高效耐硫脱硝，该工作发表在催化领域顶刊ACS Catal.上，他引110余次，ESI高被引论文。采用原位重构纳米粒子构建中空纳米管状CoMn/TiO2催化剂，增强了催化剂的酸性和氧空位，合理改善其氧化还原平衡，实现中低温高效协同脱硝脱汞。该工作创新地提出了通过设计形貌结构调控催化剂氧化还原能力的理念，该工作发表在催化领域顶刊Appl. Catal. B.上。
本人坚持产学研结合、瞄准需求、攻克技术难关。焦化VOCs一体化监管与分级管控技术已成功应用于太钢不锈钢焦化厂的3万m3/h化产VOCs治理项目。具有自主知识产权的Mn基脱硝脱VOCs催化剂已在山西格盟普丽环境股份有限公司完成工业生产，并成功在山焦集团5#焦炉烟气上实现工业验证，目前正在进行商业推广。该成果不但能促进焦化行业污染治理和温室气体减排技术进步，而且成果亦可应用于垃圾焚烧、石墨、玻璃、钢铁等领域，具有重要的环保意义和经济效益。
三、提出了煤气化渣碳灰分离及产品分质利用总体方案，利用多物理场联合分选工艺实现气化渣碳灰分离，并基于分选炭的结构特性，成功研发分选炭高掺比制备脱硫脱硝活性焦技术，实现了气化渣的规模化消纳和高值化利用
在国家重点研发计划“万吨级多场联合提碳及改性富集炭吸附材料制造技术”课题和国家能源集团宁煤集团委托项目“气化炉滤饼高效分选富碳及资源化利用”的支持下，团队根据气化灰渣残炭多孔特性和无机矿物致密性特点，结合CFD模拟，流场计算等多维度设计方法，开发了国内首套基于炭、灰组分视密度差异的水介质旋流重力分选装备，获得了关键结构的放大机制；明晰不同分选工艺对分离效果的适配性，开发了粗粒重力分选+微细粒磁力分选的多场联合气化灰渣高精度分离工艺。结合现场实际需求完成了工艺设计与优化，并成功用于工程示范；基于气化渣分选炭发达孔隙结构和有序碳晶体结构的特点，通过解析煤种间的配伍作用机理，优化炭化活化工艺参数，精准测控活性焦产品生产放大效应，获得气化渣分选炭高掺比制备脱硫脱硝活性焦技术，产品完全符合GB/T 30202.3-2013优良品的指标，实现了气化渣的高值化利用。
依托团队自主知识产权技术，在榆神化工基地建成国内首套20万吨/年煤气化渣碳灰分离工程及万吨级气化渣分选炭制备脱硫脱硝活性焦工程示范。该技术通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定专家一致认为该成果总体技术处于国际领先水平。

代表成果

1. B Li, Y Q Hou*, J Gao, Y F Li, B Wang, Z G Huang*, J C Wang*, L P Chang, K C Xie. Rational amelioration of redox equilibrium by constructing hollow nanotube Co-Mn/TiO2 catalyst to boost simultaneous removal of NO and Hg0, Appl. Catal. B-Environ. Energy, 2024, 341, 123353.
2. Y Q Zhang, Y H Wang, H Wang, B Wang, H J Chen, S J Wu, W R Bao, L P Chang, S Wang, J C Wang*. Cu incorporating into OMS-2 lattice creates an efficient Hg0 removal sorbent in natural gas with ambient-temperature H2S/H2O tolerance, Chem. Eng. J., 2023, 478, 147452
3.B Wang, M X Wang, L N Han, Y Q Hou, W R Bao, C M Zhang, G Feng, L P Chang, Z G Huang, J C Wang*, Improved Activity and SO2 Resistance by Sm-Modulated Redox of MnCeSmTiOx Mesoporous Amorphous Oxides for Low-Temperature NH3‑SCR of NO, ACS Catal., 2020, 10, 9034-9045.
4. 著作，冯刚，王建成，岑望来，卢章辉，王涛，周健，催化理论与计算，北京，化学工业出版社，2022.03，/56.5万字，负责第一章和参与环境催化相关章节
5. 专利 J C Wang, Q H Huo, H J Chen, L N Han, G P Shu, L P Chang. W R Bao, Method of preparing carbon-based sulfur-loading iron-containing adsorbent for mercury removal. 美国发明专利US 2020/0238252 Al, 2020.03.28.

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