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【交大力量】做动力工程多相流研究领域的领跑者
——记动力工程多相流国家重点实验室
来源:交大新闻网 日期 2017-06-12 15:16 点击:
    煤炭是人类重要的能量来源,为人类文明进步做出了巨大贡献。但是利用率低、污染严重、耗水量大、治污成本高等问题也日益突出,尤其是广受关注的雾霾与燃煤也有巨大关系。有没有一种办法应对这些问题呢?

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室历经二十余年攻关,研发出“煤炭超临界水气化制氢耦合发电新技术”,另辟蹊径,直接把煤炭放入特定温度和压力的超临界水环境中,产生氢气等清洁能源用于发电,从源头上根除了硫化物、氮化物等气体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒物的生成和排放,实现了煤炭能源的高效、洁净、无污染转化和利用。这项技术被形象地称为“超临界水蒸煤”。

2016年12月,这项技术作价1.5亿元转让给产业化投资公司,标志着该技术迈入大规模产业化的快速发展阶段。消息一出,引起了中央及地方媒体的高度关注,新华社、中央人民广播电台、中国新闻社、中国日报、中国科学报、科技日报、文汇报、陕西日报、陕西电视台、东方卫视等媒体相继于显著位置刊发深度专题报道。

这项技术的诞生地——动力工程多相流国家重点实验室,多年来在平台建设、人才汇聚、联合攻关方面持续创新,一直矢志做动力工程多相流研究领域的领跑者。

平台建设,积土成丘——点滴积累造奇迹

1952年,陈学俊先生开创了我国高校中的第一个锅炉专业;文革结束后,陈学俊教授成立了我国高校中第一个工程热物理研究所,继而创建了我国唯一的压力可达超临界压力的高压汽水两相流实验系统;在之后的10余年里研究所的队伍和规模不断壮大,在多相流及传热领域做出卓越贡献,成为动力工程多相流国家重点实验室的发端。1990年,国家计委批准建设动力工程多相流国家重点实验室。

在历届实验室主任及研究人员的共同努力下,动力工程多相流国家重点实验室迅猛发展,建立起了完善的多相流共性基础研究平台,成为承担国家重大(重要)科研任务、开展高水平科学研究以及培养高水平人才与开展国际学术合作的国家级科研创新基地。2003年、2008年、2013年连续三次被评为优秀国家重点实验室,2004年被科技部授予国家重点实验室计划先进集体并获集体金牛奖。

英才汇集,齐心协力——团队合作聚能量

动力工程多相流国家重点实验室对相关领域的人才有着不可抵御的魔力。陈学俊院士、林宗虎院士、陈听宽教授等老一辈科学家在多相流领域开展了卓越的研究,在国内外声誉卓著。郭烈锦、黄佐华等中青年领军人才继续发扬了老一辈科学家开创的辉煌,形成了以杰出青年基金获得者、长江学者、国家级项目首席专家为主的学术带头人队伍。实验室还培养出了一批获得杰青、长江、“四青”称号的优秀中青年骨干力量,在学术界崭露头角。此外,实验室更是吸引了2名外籍“千人计划”教授等来实验室全职工作,组建了高水平的国际研究团队。

目前,实验室已形成了一支近70人的精英团队,在读硕博研究生八九百人。正是这样一支团结、齐心的“国家队”,这些年来承担了国家科技攻关、科技支撑、“973”计划、“863”计划、国家重点研发计划、国家科技重大专项、创新群体、重大自然科学基金项目、仪器专项、国防重大专项和国际合作等重大项目300余项,获国家及省部级奖励100余项,为国家和行业技术的发展做出了重要贡献。

坚持不懈,砥砺奋进——认定目标攀高峰

“超临界水蒸煤”技术可以回溯到国内首个工程热物理研究所建设之初。上世纪80年代,陈学俊院士创建的高压水蒸气实验回路是国内唯一可达到超临界压力的实验系统,高压水/蒸汽两相流与传热研究也由此开始。

1997年,郭烈锦教授提出并建议实验室开展煤炭超临界水气化的试验探索,想通过“水蒸煤”的方式解决燃煤污染、提高煤炭资源转化能效。然而迎接这个大胆设想的却是来自各界的质疑。研究团队坚信这个方向没有错,尽管在头三年里并没有取得什么实质的进展,申请专项支持也到处碰壁。

2000年,实验室研制出第一套小型连续式实验装置,2003年又在国际专业杂志上发表了相关论文,开始引起国际学术界的广泛关注。此后,郭烈锦教授领导的团队获得了国家自然科学基金重大项目和创新群体项目、国家“973计划”“863计划”等系列项目的持续支持,“超临界水蒸煤”技术的研发逐渐完善。从一个大胆构想到2016年该技术进入了投资公司的视野,实验室在多相流热物理热化学研究的道路上执着追求了20余载。

实验室人员感慨,当年开始进行该项课题研究的时候,初期几年无法立项、不被大家看好,研究中困难重重,但他们始终认为该项技术一定能够在未来的能源革命中发挥重要引领作用,认定这个目标咬牙坚持。实验室主任郭烈锦教授在接受新华社采访时说:“如果能为国家能源产业发展解决重大问题,这些年来的付出也是值得的。”

煤炭超临界水气化制氢耦合发电新技术的产业化工程示范正在紧锣密鼓的筹建中,预计大约3年时间就能真正实现从实验室走向煤电产业化的规模化运用,一个能源清洁高效的美好蓝图渐渐可期。

动力工程多相流国家重点实验室一直瞄准世界科学前沿和国家重大需求,围绕国家中长期能源发展战略和我国能源安全问题,开展原创性科学技术研究,在多相流领域一直处于走在前列。正是这种不甘落后、坚持不懈、厚积薄发的精神,才使得实验室在“超临界水蒸煤”技术上不断取得突破成果,有望在该技术上做真正的国际领跑者。

作者:科研院 臧中华
编辑:力 行

 
 
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