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三十七载报国梦 在废弃资源循环利用道路上破浪前行
日期:2024-01-30  浏览量:138  文字:【 】【加粗】【高亮】【还原

山西平朔煤矸石发电厂的总控室里,程芳琴紧盯控制屏,仔细记录并研判数值变化。正在调试的300MW煤矸石发电机组,实现了烟气超低排放,被国家发改委认定为“资源综合利用机组”。

青海马海干盐湖工业废盐的堆场“干事干成事干成大事”的红色标语下,程芳琴正与技术人员一起,取样、培训、调试……攻克技术壁垒,扭转了我国钾肥依赖进口的被动局面。

变矸石山、废盐堆之“废”为非常规战略资源之“宝”。聚焦解决我国战略资源钾锂铝匮乏问题,从废弃物中把它提取出来加工成有用的产品,成为程芳琴孜孜以求的初心梦想,更是她在资源综合利用科技之路上快马加鞭的不懈动力。

面对世界难题 再硬的骨头我也要啃

20世纪90年代,我国硫酸钾严重短缺,对外依存度高,外汇逆差对内向农民实行补贴。国家“九五”期间,提出依托盐湖资源开展科技攻关,她果断迎战,带领团队攻克矿泥含量高、转化效率低、芒硝系统水不平衡的“卡脖子”难题。从系统的小试、中试到反复的计算优化工程设计,严谨的工程施工和试生产,持续攻坚……当她中试发现固液悬浮体系产品质量在工程中无法稳定运行,她走访美国、德国、俄罗斯等8个国家考察相近体系的先进技术,认为自动控制技术是稳定工艺运行参数的重要保障!这是国内外复杂气液固体系没有先例可以参考的难题,她把挑战转换为披荆斩棘的不竭动力,给自己立下了“没有退路,只能成功”的军令状。回国后,立刻成立自控小组,从实验到施工、安装、试生产,程芳琴与课题组的同志,开始了连续攻坚,总结实验规律并编制运行程序、设计调节回路、增设自动阀门等生产工艺控制方案,向着确保产品质量稳定,大幅降低生产成本勇毅前行。

从晨曦微露,到夜色苍茫,8年的探索实践,几千个日夜的坚守,千万次尝试的坚持,终于实现了芒硝法生产硫酸钾过程系统水平衡的突破,为世界低品位资源制取硫酸钾开辟了一条新路。研究成果被清华大学金涌院士为组长的专家组鉴定为国际同类研究领先水平,写入《生态工业:原理与应用》典型案例,斩获了2003年度国家科学技术进步奖二等奖。这一成果倒逼硫酸钾进口价格大幅下降,为国家节约大量外汇。

心里有光的人,脚下就一定有路。“十一五”至今,她克服高原反应,带领团队在青海察尓汗盐湖、马海干盐湖的废弃资源中,开展氯化钾和氯化锂的提取研究与工程建设,建成235万吨/年高泥矿制备氯化钾和千吨级的氯化锂生产线,脱泥率大于90%,氯化钾回收率提高17%以上。

实现报国梦,更加清晰地成为程芳琴的奋斗目标。

造福于民的技术才是好技术

金杯、银杯,不如人民的口碑。比起荣誉,程芳琴更加珍视的,是创新技术能不能造福于民,能不能回报这片养育了她的黄土地上的父老乡亲。

在山西省南部运城地区的境域,不管是滔滔黄河之畔的芮城县,还是巍峨绵延的中条山垣曲县,一望无际的田野上,那身穿白衣的技术员只要映入农民的眼帘,人们就呼啦啦围上来,你一言,他一语,“程工!”“程工!”叫得特别亲热。

钾肥以低成本制造出来之后,程芳琴深入农村了解情况,发现农民种田的问题是:一部分人认为北方土地缺氮少磷富钾,不愿意使用钾肥;另一部分人认为钾肥可以使水果色泽艳丽,作物枝干茁壮,过度施肥!最根本的原因是不懂平衡施肥!她开始带领团队去田间地头做农化服务,一家一户的跑,一遍一遍的讲,开发的系列钾肥产品受消费者的欢迎,程芳琴扑下身子为农民解决实际问题的故事,在河东大地传颂着。

北方冬季取暖基本是靠土锅炉燃烧散煤,一到冬季空气污染就会加剧。这是产煤地区的顽疾。我国煤矸石年产生量约8亿吨,堆存近百亿吨。燃烧发电和地面回填是煤矸石规模化利用的主要方式,但燃烧利用率低,回填堆场自燃、渗滤频发,严重危害生态环境和生命健康。

随着碳达峰、碳中和被纳入生态文明建设整体布局,处理好经济发展和环境保护的关系,成为国家和山西高质量发展的重大课题。生于山西、长于山西的程芳琴,坚定地走在固废高值利用的攻坚之路上。从山西到内蒙古、陕西、甘肃等地,程芳琴用3年时间深入了解煤炭产业发展现状,聚焦国家及区域发展对煤基固废资源清洁高效利用的重大需求,迈出了推进“美丽中国”建设的新步伐。

找准方向、扭住不放,在攻坚克难中追求卓越。经过10余年联合攻关,她的科研团队开发出分质资源化利用——分类无害化填充技术,形成了煤矸石清洁燃烧发电、煤泥清洁型煤及配套炉具、灰渣高值化利用及协同矸石无害化处置等一系列成果,在役50MW和300MW机组应用后,煤矸石利用率提至85%以上,炉内固硫率提高10%。煤泥和生物质制备环保型煤和配套炉具,使煤泥燃尽率大幅提高,减少了硫高温释放和一氧化碳中毒,建立了1800多个示范户,居民居住环境污染状况明显改善。一个又一个科技创新,填补了我国在煤矸石、煤泥污染控制和无害化处置领域的系列空白。

越来越多的煤灰坡、乱河滩、臭山沟摇身一变,成了老百姓身边碧波千顷、绿树成荫、荷叶田田、美丽如画的主题公园……

2021年,她率领团队再次获得国家科学技术进步二等奖,推动了清洁取暖、守护了百姓健康。

山再高 路再长 步子不能停

“实现低能耗、温和条件下煤基固废中铝锂提取的工程化应用,对保障国家战略性资源安全意义重大……” 每天的清晨四点,她都会把课题组研究过程的问题梳理回顾,指导骨干教师和研究生在早会上清晰工作内容,这个在企业养成的日事日毕的习惯,她在带领团队的几十年中一直坚守着。

科研永远在路上,育人没有完成时。一个团队的成长,犹如一个襁褓中的婴儿长大成才,饱含着家长和老师的细心照料和精心培育。程芳琴关爱每一位年轻教师的成长,经常帮助他们分析当前科学研究的热点和难点,讨论技术问题及其背后深藏的关键科学问题,逐字逐句给年轻教师修改论文和项目申报书,许多论文及项目申报书上都写满了她的修改意见……一次次的思想碰撞、反复研讨修改,青年教师们就是这样被程芳琴高远的视野、清晰的思路、严谨的作风、追求完美的态度感染着、熏陶着、滋养着、引领着。一些青年教师谈起程芳琴对他们的呵护,仍由衷感激。她们说:“程老师既是一个优秀科研开拓者,又是一个难得的团队领路人,更是一位倾心倾情的护花使者和辛勤园丁。”日复一日,年复一年,宛如春天的小草,在阳光雨露浸润下,日有所长。

科技的未来属于年轻人,只有千方百计育人才,科技事业才能活水涌流,基业长青。多年的企业工作经历和高校教学研究经验,程芳琴清醒地认识到必须通过政产科教结合培养时代新人,针对教学内容滞后产业技术、学生工程实践能力和工程素养不足、学生上岗后需要较长的适应期等问题,她开展了研究生培养模式改革。通过十多年的不懈实践,程芳琴教学团队构建“四位一体、四方联动、平台支撑”的育人新生态,注重在“学科共建、校企互通、协同创新”的沉浸式实践育人教育改革中培养研究生工程创新和应用的能力,趟出了一条具有工程特色和地方特色的研究生培养新路,荣获2022年高等教育(研究生)国家级教学成果二等奖。

程芳琴团队与山西平朔煤矸石发电有限责任公司、山西大地环境投资控股有限公司等企业开展产学研联合攻关。“山西省固废利用产教融合研究生联合培养示范基地”成为校企合作的桥梁,让师生有条件、可持续地走近地方、贴近企业,深度参与技术开发,提升研究生与企业骨干互促互学、协同攻关的能力,培养了一批服务能源环境类产业发展需求的复合型人才,有效塑造了校地合作的“襄垣模式”。在与企业共建中试基地的实践过程中,学生通过“企业技术问题梳理”“企业一线开题”“企业论文答辩”等方式,有效进行产学研结合,显著提高了学生专业实践水平和技术服务能力,使广大研究生迅速成长为“留得住、用得好”的工程技术型人才,他们在3至5年内迅速成长为企业所需的复合创新型人才。

一批批具有集智创新、协同攻关能力的复合型人才脱颖而出。程芳琴教授咬定煤基固废不放松、把科技成果植根于三晋大地上的行动让她的学生深受感动:“程老师追求科学是执着的,关心学生是用心的,有这样的好老师,我们还有什么理由不珍惜不努力?我们要把科学论文写在祖国大地上,把研究成果应用在实现中国式现代化的伟大事业中,把人生理想融入到为实现中华民族伟大复兴的中国梦的奋斗中。”

“每个优秀的人,都有一段沉默的时光。那段时光,是付出很多努力却得不到结果的日子,我们把它叫做‘扎根’。”这是程芳琴在开学时给学生的寄语,这也成了她的学生和团队在科研最煎熬、最迷茫时的指路明灯。他们正在逐渐成长为新一代的卓越工程师,接续绘就美丽中国的恢宏画卷。(来源:未来网教育看点)


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