科技日報記者 王延斌
進入六月份,華南理工大學(xué)教授李國慶更忙了。從基礎(chǔ)類研究到應(yīng)用類研究,他手頭的幾個項目都進入了“快馬加鞭”的階段?!皯?yīng)用類研究,我主要在做石化企業(yè)流程優(yōu)化和系統(tǒng)熱集成,節(jié)能減排;基礎(chǔ)研究類項目,正在做基于化工工藝和熱工工藝高度集成的新工藝開發(fā)?!崩顕鴳c說。
從湖南長嶺石油學(xué)校石油加工專業(yè)畢業(yè)至今,李國慶已經(jīng)在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域深耕了43年。在科研生涯的前半段,他在企業(yè)里歷練;期間變換崗位,不斷學(xué)習(xí);從企業(yè)到高校,他不斷刷新自己的成果,不斷學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí),成為這位老專家不變的標(biāo)識。
李國慶教授說,做技術(shù)是我的興趣所在。這些年,他參與過國家重點基礎(chǔ)研究項目,為中石化、中石油等企業(yè)開展能量優(yōu)化服務(wù),創(chuàng)造的節(jié)能效益數(shù)以億計。
李國慶教授(受訪者供圖)
我們都有強烈的愿望,希望為企業(yè)做實實在在的技術(shù)
變化是科研的常態(tài),從變化中尋找線索是對科研者能力的一種鍛煉。從企業(yè)跨到高校,李國慶教授坦言,這種變化,加大了他學(xué)習(xí)的壓力,同時,從應(yīng)用領(lǐng)域到基礎(chǔ)研究的變化,也使得他對科研的理解在加深。
“我覺得高校特別是工科高校老師都有強烈的愿望,希望為企業(yè)做實實在在的技術(shù)?!边@是李國慶教授的觀察,也是他正在做的事情。
以“三傳一反”,即質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動量傳遞和化學(xué)反應(yīng)為特征的工業(yè),稱為流程工業(yè)(或過程工業(yè)),包括煉油、化工、冶金、熱電、造紙、醫(yī)藥等行業(yè),其消耗了絕大部分的能源、資源,產(chǎn)生了大量的工業(yè)排放,但卻是國民生計的基礎(chǔ),因此提高流程工業(yè)的能源使用效率,減少二氧化碳排放是工業(yè)節(jié)能減排的重中之重。做好流程工業(yè)節(jié)能,李教授認為,流程優(yōu)化和系統(tǒng)熱集成是關(guān)鍵。因為流程是流程工業(yè)的核心,流程、工藝的先進性本質(zhì)決定其用能的先進性;熱耗占流程工業(yè)總能耗的90%以上,熱的問題解決了,用能的問題就基本解決了。
“抓住了它們,就牽住了‘牛鼻子’?!崩顕鴳c教授說?!敖鼛啄陙?,我研究方面主要做兩件事。一是完善石化過程系統(tǒng)能量優(yōu)化方法(簡稱五步法);二是搭建起優(yōu)化計算平臺,包括擴充流程優(yōu)化和系統(tǒng)熱集成專家系統(tǒng)和提高平臺計算效率”。
略顯晦澀的專業(yè)術(shù)語背后,包含著科研者日日夜夜的辛苦付出和大量的智力投入。
誰的能耗低、排放少,誰就有利潤
在李國慶教授看來,自己趕上了好時代,降耗、減排為王的年代正在來臨。
李國慶教授向記者介紹了科研成果——“過程工業(yè)流程優(yōu)化和系統(tǒng)熱集成”。經(jīng)過多年的研究和實踐,李國慶教授團隊逐步探索出了過程工業(yè)系統(tǒng)能量優(yōu)化方法,先后為三十多家中石油、中石化、中海油、中國化工企業(yè),十幾家民營、合資、外資煉油及化工企業(yè)進行了能量優(yōu)化服務(wù),完成了六十多項全廠性能量優(yōu)化研究項目,其中十一項企業(yè)給出了應(yīng)用評價,合計創(chuàng)造節(jié)能和物料效益14.2681億元/年。實踐表明,大部分企業(yè)的節(jié)能率在10%以上,節(jié)能改造投資回收期普遍低于2年。
“從過往的經(jīng)驗看,流程工業(yè)企業(yè)的節(jié)能潛力很大,降低10%是可能的。因此要政府鼓勵、依法依規(guī)監(jiān)督,企業(yè)投入。企業(yè)要澄清一個觀念,以為節(jié)能要花大價錢。其實不然,節(jié)能以熱集成為重點,因此大都只涉及換熱設(shè)備和管線調(diào)整,投資回收期大多不超過一年,是立竿見影的項目?!崩顕鴳c教授說,經(jīng)過改革開放幾十年,我國流程工業(yè)的規(guī)模世界領(lǐng)先、門類也基本齊全,大投資擴產(chǎn)能、上項目的時代基本過去。接下來,要眼睛向內(nèi),走降成本和產(chǎn)品定制化、精細化的路線。
每一位科學(xué)家所在的行業(yè)都具有開放性,都需要對新技術(shù)不斷更新。因此,不斷學(xué)習(xí)成為科研者必備的素質(zhì)。
從2014年起,李國慶教授便開始為山東京博石油化工有限公司開展能量優(yōu)化服務(wù),合作一直持續(xù)。在化工行業(yè),瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo),企業(yè)家與科學(xué)家成了“合伙人”。但李國慶教授知道,科學(xué)家的追求是沒有上限的。
李國慶表示,流程工業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè),但關(guān)系國民生計,不可能停止和不發(fā)展。因此最需要的是前沿科學(xué)幫助其提升、跨越。如借助大數(shù)據(jù)技術(shù),提高其先控水平;如發(fā)展先進裝備,平衡其宏觀和微觀之間的矛盾;如開發(fā)新工藝,降低過程能耗等。