【知識分子典型】

“我們科研工作者要有責任心和使命感，瞄準國家能源領(lǐng)域重大需求，杜絕低端重復、簡單模仿，尋求適用于中國當前實際的能源高效潔凈轉(zhuǎn)化途徑?！笔讓谩叭珖鴦?chuàng)新爭先獎”日前頒獎，西安交通大學郭烈錦教授成為獲獎者之一。

從高壓水／蒸汽兩相流與傳熱研究開始，到大膽嘗試超臨界水煤氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，迄今他在多相流熱物理熱化學研究的道路上執(zhí)著追求了３４年。

秉承師訓 獻身科研 幾十年著眼國家發(fā)展

郭烈錦是西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室主任，國家杰出青年科學基金獲得者，教育部首批“長江學者”特聘教授，長期從事多相流動與能質(zhì)傳輸、化石能源和太陽能、生物質(zhì)能及氫能的轉(zhuǎn)化和利用。

在中學時代就對物理很感興趣的郭烈錦，１９７９年考入西安交通大學鍋爐專業(yè)學習，１９８３年大學畢業(yè)后，繼續(xù)讀研深造。１９８９年獲得西安交通大學熱能工程博士學位，后留校任教。

他的導師陳學俊院士是我國鍋爐專業(yè)、熱能工程學科創(chuàng)始人之一，陳院士在國內(nèi)率先開展對高壓及超臨界水／蒸汽兩相流與傳熱特性的研究，并搭建了國內(nèi)最早的參數(shù)最高規(guī)模最大的高壓汽水兩相流實驗臺。

“扎根西部，建功報國，始終把國家發(fā)展需要作為科學研究的風向標，這是老師身體力行教授給我們的最寶貴財富?！惫义\說。

２０１６年底，西安交通大學的一個重大科研成果產(chǎn)業(yè)化項目——“煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”項目產(chǎn)業(yè)化工作正式啟動。這項重大科研成果源自郭烈錦教授率領(lǐng)的團隊２０年磨一劍的執(zhí)著、持續(xù)不斷的創(chuàng)新。

堅信科學 挑戰(zhàn)質(zhì)疑 領(lǐng)先世界尖端技術(shù)

在國家自然科學基金委１９９７年組織的一次能源高技術(shù)赴美考察中，一項運用超臨界水氣化處理有機污染物的研究引起了郭烈錦的關(guān)注，他敏銳地認識到超臨界水可能是解決燃煤污染、提高煤炭資源轉(zhuǎn)化能效的一個關(guān)鍵出路。

回國后，當他提出這個大膽設想時，迎接他的卻是強烈的質(zhì)疑，畢竟“煤炭通過氧化燃燒釋放出化學能”已經(jīng)是世界的共識和習慣做法。長期以來，高溫高壓的超臨界水意味著危險并難以把控，是對傳統(tǒng)流體與傳熱實驗科學的挑戰(zhàn)。但他憑借對超臨界水特性的了解，堅定地開始做煤炭超臨界水氣化的研究。

“科學研究就是一個出錯、試錯的過程，是一個反復實踐的過程、探索進取的過程，要在這個過程中充分磨煉心智并取得成功。郭老師總是這樣激勵團隊成員，鼓勵在科研中嘗試別人沒有嘗試的事，做出別人沒有做出的東西，得出有科學價值的結(jié)果?！惫义\的學生、現(xiàn)在已經(jīng)成為團隊骨干的金輝副教授說。

“剛開始并不順利，在頭三年里并沒有取得什么實質(zhì)的進展，申請立項也到處碰壁。但我堅信這個方向沒有錯，于是繼續(xù)堅持做下去。終于在２０００年研制出第一套小型連續(xù)式實驗裝置，２００３年又在國際專業(yè)雜志上發(fā)表了相關(guān)論文，引起廣泛關(guān)注。”郭烈錦說。

在國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金重大項目和創(chuàng)新群體項目，國家“９７３計劃”“８６３計劃”等系列項目的持續(xù)支持下，“超臨界水蒸煤”技術(shù)的研發(fā)取得了積極的進展。

拒絕誘惑 不忘初心 科研項目服務國家需求

這些年郭烈錦團隊曾多次拒絕了國內(nèi)外著名企業(yè)財團對早期技術(shù)買斷的要求，因為他們研發(fā)這項技術(shù)的初心就是服務于國家的重大需求。

傳統(tǒng)燃煤、煤氣化鍋爐及其發(fā)電技術(shù)均采用“一把火燒煤”的形式，總能效和煤電轉(zhuǎn)化率低、污染嚴重、耗水量大，后續(xù)除塵、脫硫、脫硝和二氧化碳富集的代價高昂。

而“超臨界水蒸煤”技術(shù)則成功運用超臨界水的特殊物理化學性質(zhì)，實現(xiàn)了超臨界水完全吸熱——還原與煤炭氣化耦合的制氫反應，直接將煤炭化學能高效轉(zhuǎn)化為氫能，而煤中含有的硫、氮及其他雜質(zhì)因為沒有像燃燒那樣的高溫富氧環(huán)境而不被氧化，最終可以凈化沉積到反應器底部以沉渣方式排出，不再生成污染物。

這樣的煤氣化制氫技術(shù)若用于發(fā)電可大大提高煤電轉(zhuǎn)化效率，而且從源頭上解決了燃燒伴生的氧化污染物排放問題。

據(jù)核算，對百萬千瓦機組來說，這項技術(shù)可較容易地將煤電轉(zhuǎn)化效率提高到５０%－６０％以上，而我國當前燃煤發(fā)電機組的平均煤電轉(zhuǎn)化效率還不足４０％。

該技術(shù)已經(jīng)全面完成原理性創(chuàng)新、實驗室規(guī)律性試驗研究和部分中試實驗。與項目相關(guān)的多相流基礎研究成果曾獲國家自然科學二等獎、陜西省科學技術(shù)獎一等獎等系列獎勵，并被國際超臨界技術(shù)大會和國際超臨界技術(shù)雜志作為最具價值和前景的技術(shù)向全球推介。

“如果能為國家能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展解決重大問題，這些年來的付出也是值得的?！惫义\說。

現(xiàn)在，煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化工程示范正在緊鑼密鼓的籌建中，預計大約３年時間，就能真正實現(xiàn)從實驗室走向煤電產(chǎn)業(yè)化的規(guī)?；\用，一個能源清潔高效的美好藍圖漸漸可期。（記者 許祖華）