张衍国

清华大学能源与动力工程系教授

张衍国

张衍国,出生于1968年,百侯镇南山村人,清华大学能源与动力工程系长聘教授、博士生导师。[0][1]1986年9月,张衍国进入清华大学热能工程系(热能工程专业)就读,1991年7月至2000年6月,张衍国先后获清华大学热能工程系(热能工程专业)工学学士,工学硕士和工学博士学位。2001年8月至2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系副教授。2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系研究员。2010年9月至2011年1月,张衍国以访问学者身份前往瑞典查尔姆斯理工大学。2016年8月,张衍国担任清华大学能源与动力工程系(原热能工程系)长聘教授。2017年10月至2020年10月,张衍国担任清华大学-滑铁卢大学微纳米能源环境联合研究中心委员。2022 年,张衍国的著作《可燃固废的热解气化与燃烧》出版。[0]2018年9月,张衍国与袁隆平等十位发明家一起当选中国发明协会第一批会士。[2][3]2025年3月,张衍国与周会联合东南大学能源与环境学院骆治成教授在Cell Press 细胞出版社期刊Cell Reports Sustainability上发表了题为“Renewable production of nylon precursors from lignin”的新文献综述。[4]

张衍国,出生于1968年,百侯镇南山村人[注1],清华大学能源与动力工程系长聘教授、博士生导师。[1][2]

1986年9月,张衍国进入清华大学热能工程系(热能工程专业)就读,1991年7月至2000年6月,张衍国先后获清华大学热能工程系(热能工程专业)工学学士,工学硕士[注2]和工学博士[注2]学位。2001年8月至2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系副教授。2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系研究员。2010年9月至2011年1月,张衍国以访问学者身份前往瑞典查尔姆斯理工大学。2016年8月,张衍国担任清华大学能源与动力工程系(原热能工程系)长聘教授。2017年10月至2020年10月,张衍国担任清华大学-滑铁卢大学微纳米能源环境联合研究中心委员。2022 年,张衍国的著作《可燃固废的热解气化与燃烧》出版。[1]2018年9月,张衍国与袁隆平等十位发明家一起当选中国发明协会第一批会士。[3][4]2025年3月,张衍国与周会[注3]联合东南大学能源与环境学院骆治成教授在Cell Press 细胞出版社期刊Cell Reports Sustainability上发表了题为“Renewable production of nylon precursors from lignin”的新文献综述。[5]

张衍国长期致力于劣质燃料的燃烧、生物质能源、可燃固废气化焚烧与热利用、危废气化焚烧、钢铁节能、水热裂解制肥等技术的开发和应用,以及节能改造等技术服务,并及时跟踪国内外前沿课题,开发生物质碳化、流化床气化焚烧、冶金熔渣射流干法粒化、固体燃料微型热发电、太阳能光热发电、固体废弃物近/超临界水热处理、二氧化碳捕集与利用等技术。同时还致力于研究各种低品位燃料燃烧及热转化过程中的化学反应规律、物流组织和污染控制等。[1]

张衍国承担了多项国家973计划项目、国家自然科学基金、国家重点研发计划和省校合作等项目与课题,承担近百项企业研发、应用课题,累计承担科研经费近1亿元。此外,张衍国共出版专著和教材7部,授权中国发明专利40余项、授权印度尼西亚发明专利1项,发表学术论文200余篇,SCI收录90余篇,SCI引用3800余次,H因子36,ESI高被引用论文4篇。2018年,张衍国获得第十届发明创业奖・人物奖特等奖、“当代发明家”称号。2023年,张衍国获得北京市技术发明一等奖(排名第1)。[1]

早年经历

张衍国,出生于1968年,百侯镇南山村人。[2]1996年3月至2000年6月,张衍国在清华大学热能工程系(工程热物理专业)学习,毕业获工学博士学位。1991年9月至1994年3月,张衍国在清华大学热能工程系(工程热物理专业)学习,毕业获工学硕士学位。1986年9月至1991年7月,张衍国在清华大学热能工程系(热能工程专业)学习,毕业获工学学士学位[1]

工作经历

1996年6月至2001年8月,张衍国担任清华大学热能工程系讲师。2001年8月至2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系副教授。2008年12月,张衍国担任清华大学热能工程系研究员。2010年9月至2011年1月,张衍国以访问学者身份前往瑞典查尔姆斯理工大学[1]

2016年8月,张衍国担任清华大学能源与动力工程系(原热能工程系)长聘教授。[1]2017年,张衍国著作《炉内传热理论与计算(英文版)》由清华大学出版社出版。2018年9月,张衍国与袁隆平等十位发明家一起当选中国发明协会第一批会士。[3][4]

2022年,张衍国的著作《可燃固废的热解气化与燃烧》出版。[1]2025年3月28日,清华大学能源与动力工程系张衍国长聘教授与周会副教授联合东南大学能源与环境学院骆治成教授在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports Sustainability上发表了题为“Renewable production of nylon precursors from lignin”的新文献综述,该研究综述了SHDO反应的最新进展,重点探讨了金属催化剂的设计、反应条件的影响以及潜在的反应机制。[5]

任职情况

职务名称任职时间学术兼职煤炭转化》编委会委员2020.01清华大学-滑铁卢大学微纳米能源环境联合研究中心委员2017.10-2020.10《工业加热》副主任委员2010.08社会兼职中国发明协会院士专家咨询工作委员会专家2019.04中国发明协会会士2018.09启迪能源环境联合研究院科学技术委员会委员2018.04

资料:[1]

研究方向

张衍国长期致力于劣质燃料的燃烧、生物质能源、可燃固废气化焚烧与热利用、危废气化焚烧、钢铁节能、水热裂解制肥等技术的开发和应用及节能改造等技术服务,并及时跟踪国内外前沿课题,开发生物质碳化、流化床气化焚烧、冶金熔渣射流干法粒化、固体燃料微型热发电、太阳能光热发电、固体废弃物近/超临界水热处理、二氧化碳捕集与利用等技术。同时还致力于研究各种低品位燃料燃烧及热转化过程中的化学反应规律、物流组织和污染控制等。[1]

综述

张衍国承担了多项国家973计划项目、国家自然科学基金、国家重点研发计划和省校合作等项目/课题,承担近百项企业研发、应用课题,累计承担科研经费近1亿元。[1]

科研开发

项目时间项目来源项目名称
2025/01 - 2027/12企事业合作先进湍动流化床气化/燃烧技术
2024/08 - 2027/12企事业合作二氧化碳原位捕集转化技术研究
2024/07 - 2026/06北京市自然科学基金城市固废与二氧化碳协同利用的研究
2024/07 - 2026/06云南省科技厅科技计划项目陶瓷行业节能降碳技术研究
2024/07 - 2026/06云南省科技厅科技计划项目有色金属熔池熔炼节能减碳技术研究
2023/11 - 2027/11科技部医疗垃圾热反应特性影响及特征污染物识别技术
2023/12 - 2027/11科技部高性能新型固定吸附材料定向设计原理与低能耗CO2捕集机理
2023/09 - 2025/03企事业合作湍动床气化焚烧炉可视化三维设计及智能控制系统开发
2023/05 - 2024/11企事业合作垃圾焚烧AI燃烧控制系统自主开发研究
2022/11 - 2027/12企事业合作超低排放卧式循环流化床锅炉成套技术升级研究
2021/01 - 2026/01广东省重点领域研发计划项目县域多源固废综合处置关键技术及装备的研发与集成示范
2019/08 - 2025/12企事业合作导热油炉及水解制有机肥工艺的开发

资料:[1]以上仅举例部分

项目时间项目来源项目名称
2024年北京市自然科学基金(面上)水热处置厨余垃圾的能源化与资源化方法及机理研究
2024年国家自然科学基金(面上)废旧轮胎近/超临界水解反应机理研究及模型构建
2024年丰田联合研究基金基于碳化物载体的低温水相甲醇重整燃料电池高效催化剂的开发
2024年企事业合作用于复杂燃料气化燃烧的湍动流化床技术
2023年海外项目煤样热解分析
2023年国际合作基于生物质直接制氢的碳负排放技术
2023年清华大学山西清洁能源研究院种子基金水热处置可燃固废能源化与资源化方法及机理研究
2023年企事业合作燃煤锅炉掺烧生物质政策分析、工业试验及掺烧优化
2023年科技部重点研发计划项目分类垃圾与工业固废协同热转化过程传热传质与特征污染物控制交互规律
2022年清华大学山西清洁能源研究院种子基金薄膜分光钙钛矿光伏/光热太阳能利用器件
2022年科技部重点研发计划项目节能循环流化床燃煤工业锅炉成套研究
2021年科技部重点研发计划项目熔渣颗粒飞行过程中形态和热物性瞬态测量
2020年北京市自然科学基金超临界水中细颗粒物运动沉积规律研究
2019年工信部项目生活垃圾焚烧发电一体化处理装备绿色设计平台建设
2018年科技部中国和加拿大政府国际合作项目燃煤烟气的SO2和NOx排放的同时控制
2017年国家自然科学基金(面上)气固流态化流型的混沌辨识机制研究
2017年国家自然科学基金(重大研究计划培育)能量消耗机制对卧式循环床内颗粒聚团特性的影响
2016年企事业合作高炉熔渣干法粒化及能量回收利用工艺设备开发
2015年国家973计划(课题)以低二恶英排放为目标的还原/氧化气氛下可燃固体废弃物热化学转化机理
2015年企事业合作炊事型柴能炉的完善性研究和开发
2014年科技部支撑计划氧气化与燃气重整制备生物氢关键设备研发与示范子课题
2014年浙江省重点研发计划低温省煤器余热回收系统研发
2013年云南省重点研发计划基于固体载热的褐煤双流化床干馏技术开发
2012年地方政府科技计划/基金项目智慧城市建筑节能监管体系平台开发及关键技术研究
2012年企事业合作垃圾焚烧及卧式循环流化床技术的完善化研究
2011年企事业合作35t/h循环流化床秸秆焚烧锅炉技术开发
2011年企事业合作水泥、烧结与矿热炉余热发电高效余热锅炉的技术研发
2010年国家自然科学基金(面上)焚烧炉中城市生活垃圾干燥过程的实验与理论研究
2010年企事业合作延吉市生活垃圾焚烧发电厂
2009年企事业合作一种回转式垃圾焚烧炉
2008年企事业合作长春市生活垃圾综合处理电站二期工程
2007年企事业合作呼和浩特市医疗废物集中处置
2006年企事业合作小型卧式循环流化床锅炉的开发
2005年企事业合作长春生活垃圾综合处理电站
2004年北京市科委课题日处理2×260吨垃圾焚烧炉系统完善化
2004年企事业合作呼和浩特市12t/d医疗垃圾焚烧炉
2003年企事业合作燃用玉米芯的循环流化床燃烧技术开发
2002年企事业合作油漆废渣焚烧炉的研制
2002年企事业合作城市生活垃圾焚烧机理研究

资料:[1]以上仅举例部分

发明专利

专利名称专利号授权日期热解焚烧炉ZL 202420599663.92025.01干燥热解焚烧炉ZL 202420600161.32025.01堆积回转式炭化设备ZL 202421147996.42024.12双介质TFB气化焚烧炉和实施废料气化焚烧方法ZL 202210681582.92024.03一种用于汽包和高温气体换热的换热器及换热系统ZL 201810301986.42024.6一种废弃物层状燃烧装置及其模拟废弃物移动床燃烧方法ZL 202011499144.82024.4一种水热反应系统及其运行方法ZL 201811447877.X2023.10一种预测燃烧室内局部最高温度的方法ZL 202110968277.32022.8一种柔性给料装置及其应用的流化床焚烧炉ZL 202121304777.92022.7一种异型炉膛结构的湍动流化床焚烧炉ZL 202011087550.32022.4一种废弃物层状燃烧装置ZL 202023056705.52021.10一种流化床风室防爆系统ZL 202120325943.72021.9一种卡套螺纹组合的热电偶固定密封装置ZL 202120029490.32021.8一种塔式光伏光热组合发电装置ZL 202021572002.52021.3一种甲烷低温催化重整制取太阳能燃料的装置和方法ZL201810035314.32020.11废弃轮胎的临界水解处理装置及方法ZL 201711106458.52020.2确定石灰石脱硫反应活性指数及最佳粒径的方法ZL 201710531074.12020.1

资料:[1]以上仅举例部分

书籍作品

书名出版地出版社出版年份可燃固废的热解气化与燃烧北京科学出版社2022能源动力工程项目管理北京清华大学出版社2018热能工程基础北京清华大学出版社2016炉内传热理论与计算(英文版)北京清华大学出版社2017Theory and Calculation of Heat Transfer in Furnaces-Academic Press of ELSEVIER2016炉内传热原理与计算北京清华大学出版社2008垃圾清洁焚烧发电技术北京中国水利水电出版社2004

资料:[1]以上仅举例部分

论文作品

作者文献标题期刊名称发表年份卷号期号页码DOIYang, Y.; Bie, X.; Qi, X.; Xu, Y.; Li, Q.; Zhang, Y.; Zhou, H.Modulating Pt States through Hydroxyl Control for Low-Temperature Aqueous Phase Reforming of MethanolACS Catal20251575847 - 585710.1021/acscatal.5c00357Jiahui Hu, Kaile Li, Yongqing Xu, Qinghai Li, Yanguo Zhang, Wen Zhang, Hui ZhouHydrothermal valorization of cellulose tuned by non-corrosive Lewis acids and basesChemical Engineering Journal2025508--10.1016/j.cej.2025.161109Xuan Bie, Yukun Pan, Xiaowei Wang, Shiyu Zhang, Jiahui Hu, Xiaoxiao Yang, Qinghai Li, Yanguo Zhang,Robert E. Przekop, Yayun Zhang, and Hui ZhouNH3‑Induced Challenges in CO2 Hydrogenation over the Cu/ZnO/Al2O3 CatalystJACS Au2025531243−125710.1021/jacsau.4c01097Peng Zhao, Shijie Yu, Ye Shui Zhang, Heng Cheng, Xiaoxiao Yang, Qinghai Li, Yanguo Zhang, Hui ZhouNi transformation and hydrochar properties during hydrothermal carbonization of celluloseFuel2025382Part B-10.1016/j.fuel.2024.133772彭薏冰,赵鹏,高奕等太阳能电池板热解特性及其金属资源回收煤炭学报2024--1 - 1510.13225/j.cnki.jccs.2024.0751Li K, Yu S, Han F, et al.Decoupled temperature and pressure strategies in hydrothermal process of cellulose: A comprehensive studyFuel2025381--10.1016/j.fuel.2024.133304Zhang, S., Peng, Y., Wu, M., ...Zhang, Y., Zhou, HEnhancing CO2 gasification-reforming of municipal solid waste with Ni/CeO2 and Ni/ZrO2 catalystsJournal of Materials Chemistry A20241220-10.1039/d4ta00665hZhang, S., Wu, M., Bie, X., ...Zhang, Y., Zhou, HDeciphering interactions between biomass components during CO2 gasification: Insights from thermogravimetric behavior, gas production, and char reactivityFuel2024371PartA-10.1016/j.fuel.2024.131974Rui Xia, Jue Wang, Xiaoxiao Yang, Qinghai Li, Hui Zhou, Hui Sun, Yanguo ZhangComprehensive compositional analysis of liquid organic product prepared by industrialized hydrothermal cracking of biomass waste and its potential application as fertilizerScience of the Total Environment2024951--10.1016/j.scitotenv.2024.175264Zhang, S., Xu, Y., Bie, X., ...Zhang, Y., Zhou, HMechanisms in CO2 gasification and co-gasification of combustible solid waste: A critical reviewGas Science and Engineering2024128--10.1016/j.jgsce.2024.205368Zhao P, Yu S, Li Q, Zhang Y, Zhou HUnderstanding heavy metal in the conversion of biomass model component: Migration and transformation characteristics of Cu during hydrothermal carbonization of celluloseEnergy2024293--10.1016/j.energy.2024.130700Wang J, Xia R, Xu C, Yang X, Li Y, Li Q, Zhang T, Chen Q, Zhou H, Zhang YCharacteristics of industrialized hydrothermal cracking solid organic fertilizer and its effects on fresh corn growthWaste Management2024177-243–25110.1016/j.wasman.2024.02.005Zhang, S., Bie, X., Qian, Z., Wu, M., Li, K., Li, Q., Zhang, Y., Zhou, HSynergistic interactions between cellulose and plastics (pet, hdpe, and ps) during CO2 gasification-catalytic reforming on Ni/CeO2 nanorod catalystAppl Energ2024361--10.1016/j.apenergy.2024.122975Yu, S., He, J., Zhang, Z., Sun, Z., Xie, M., Xu, Y., Bie, X., Li, Q., Zhang, Y., Sevilla, M., Titirici, M.-M., Zhou, HTowards Negative Emissions: Hydrothermal Carbonization of Biomass for Sustainable Carbon MaterialsAdvanced Materials20243618-10.1002/adma.202307412Gao Y, Tang L, Zhou H, Zhang Y, Tan Z, Li QUsing perovskite solar cells with tunable bandgaps for beam-splitting photovoltaic-thermal systemInternational Journal of Green Energy2024----Shiyu Zhang, Mengna Wu, Zheng Qian, Qinghai Li, Yanguo Zhang, Hui Zhou*CO rich syngas production from catalytic CO2 gasification-reforming of biomass components on Ni/CeO2Fuel2024357-130087-王珏,李彦明,孙辉,陈清,张衍国水热裂解有机肥对白菜生长和土壤性质的影响北方园艺202323-8 - 14-李开乐,李行,杨潇潇,周会,张衍国,李清海炉排垃圾焚烧炉固相燃烧区局部高温影响因素研究工业锅炉202305-12 - 1710.16558/j.cnki.issn1004-8774.2023.05.003Cong, KL; Yang, F; Zhou, H; Zhang, YG; Li, QHA pilot-scale test facility of 500 kWth for industrial CFB boilers on low nitrogen combustion-discussion of design, experiment, and economic analysisEnergy2023284-12865710.1016/j.energy.2023.128657Xu YQ , Yang YY, Wu MN , Yang XX , Bie X , Zhang SY , Li QH , Zhang YG, et alReview on Using Molybdenum Carbides for the Thermal Catalysis of CO2 Hydrogenation to Produce High-Value-Added Chemicals and FuelsActa Physico Chimica Sinica20230-2304003https://doi.org/10.3866/PKU.WHXB202304003Yu S, Yang X, Li Q, Zhang Y, Zhou HBreaking the temperature limit of hydrothermal carbonization of lignocellulosic biomass by decoupling temperature and pressureGreen Energy Environ2023841216 - 122710.1016/j.gee.2023.01.001Yu S, Li Q, Zhang Y, Zhou HNew possibility for PET plastic recycling by a tailored hydrolytic enzymeGreen Energy Environ202392163 - 16510.1016/j.gee.2023.02.0072468-0257于士杰,赵鹏,刘茂清,高宇,李清海,张衍国,周会温度-压力解耦对木质素水热过程中结构变化及解聚产物的影响燃料化学学报(中英文)202351081106 - 111310.19906/j.cnki.JFCT.2023029Yu S, Yang X, Zhao P, Li Q, Zhou H, Zhang YFrom biomass to hydrochar: Evolution on elemental composition, morphology, and chemical structureJournal of the Energy Institute2022101-194–20010.1016/j.joei.2022.01.013Chen R, Li H, Li K, Zhang S, Li Q, Zhou H, Zhang YHydrothermal Liquefaction of Scrap Tires: Optimization of Reaction Conditions and Recovery of High Value-Added ProductsFrontiers in Energy Research202210--10.3389/fenrg.2022.841752Yu, S., Dong, X., Zhao, P., Luo, Z., Sun, Z., Yang, X., Li, Q., Wang, L., Zhang, Y., Zhou, HDecoupled temperature and pressure hydrothermal synthesis of carbon sub-micron spheres from celluloseNature Communications2022131-10.1038/s41467-022-31352-xYu, S., Xie, M., Li, Q., Zhang, Y., Zhou, HEvolution of kraft lignin during hydrothermal treatment under different reaction conditionsJournal of The Energy Institute2022103-147 - 15310.1016/j.joei.2022.06.005Yu, S., Zhao, P., Yang, X., Li, Q., Zhang, Y., Zhou, HFormation and evolution of pectin-derived hydrothermal carbon from pectinFuel2022326--10.1016/j.fuel.2022.124997Zhang, Shiyu., Yu, Shijie., Li, Qinghai., Mohamed, Badr A., Zhang, Yanguo., Zhou, HuiInsight into the relationship between CO2 gasification characteristics and char structure of biomassBiomass and Bioenergy2022163--10.1016/j.biombioe.2022.106537Yu S, Zhao P, Yang X, Li Q, Mohamed BA, Saad JM, Zhang Y, Zhou HLow-temperature hydrothermal carbonization of pectin enabled by high pressureJournal of Analytical and Applied Pyrolysis2022166--10.1016/j.jaap.2022.105627Yu S, Wang L, Li Q, Zhang Y, Zhou HSustainable carbon materials from the pyrolysis of lignocellulosic biomassMaterials Today Sustainability202219--10.1016/j.mtsust.2022.100209Yuyao Yang, Yongqing Xu, Qinghai Li, Yanguo Zhang and Hui Zhou*Two-dimensional carbide/nitride (MXene) materials in thermal catalysisJournal of Materials Chemistry A2022103719444 - 1946510.1039/d2ta03481fYang X, Zhou H, Li Q, Tan Z, Zhang YCharacterization of blast furnace slag particles generated by nitrogen jet granulationThe Canadian Journal of Chemical Engineering2022100123600 - 360710.1002/cjce.24375

资料:[1]以上仅举例部分

所获荣誉

年份奖项名称排名2023年北京市技术发明一等奖第12023年日内瓦国际发明展金奖第12022年德国纽伦堡国际发明展银奖第12022年中国发明专利优秀第12022年中国循环经济协会科技进步一等奖第32021年中国发明专利优秀奖第12020年第113届国际空气与废弃物管理协会年会“Arthur C. Stern”杰出论文奖(每年仅1个名额)-2019年中国节能协会节能减排技术发明奖一等奖第12018年第十届发明创业奖·人物奖特等奖、“当代发明家”称号-2018年中国节能环保专利一等奖第22017年中国节能协会节能减排技术发明奖一等奖第12009年第十二届北京技术市场金桥奖-2008年第四届“发明创业奖”-2007年北京市科学技术奖三等奖第1

资料:[1]以上仅举例部分

参考资料 5

  1. 张衍国 — 清华大学
  2. 参考 2
  3. 专家顾问
  4. 【头条】2022中国纸业高质量发展论坛演讲嘉宾介绍(一)——清华大学张衍国教授 — 中华纸业传媒
  5. 对话张衍国/周会/骆治成:生物基时代来临,木质素再生制备尼龙前体 — 澎湃新闻

注释

  1. 广东省梅州市大埔县
  2. 工程热物理专业
  3. 清华大学能源与动力工程系副教授
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