科技日报记者 王延斌
进入六月份,华南理工大学教授李国庆更忙了。从基础类研究到应用类研究,他手头的几个项目都进入了“快马加鞭”的阶段。“应用类研究,我主要在做石化企业流程优化和系统热集成,节能减排;基础研究类项目,正在做基于化工工艺和热工工艺高度集成的新工艺开发。”李国庆说。
从湖南长岭石油学校石油加工专业毕业至今,李国庆已经在工业节能领域深耕了43年。在科研生涯的前半段,他在企业里历练;期间变换岗位,不断学习;从企业到高校,他不断刷新自己的成果,不断学习。学习,成为这位老专家不变的标识。
李国庆教授说,做技术是我的兴趣所在。这些年,他参与过国家重点基础研究项目,为中石化、中石油等企业开展能量优化服务,创造的节能效益数以亿计。
李国庆教授(受访者供图)
我们都有强烈的愿望,希望为企业做实实在在的技术
变化是科研的常态,从变化中寻找线索是对科研者能力的一种锻炼。从企业跨到高校,李国庆教授坦言,这种变化,加大了他学习的压力,同时,从应用领域到基础研究的变化,也使得他对科研的理解在加深。
“我觉得高校特别是工科高校老师都有强烈的愿望,希望为企业做实实在在的技术。”这是李国庆教授的观察,也是他正在做的事情。
以“三传一反”,即质量传递、热量传递、动量传递和化学反应为特征的工业,称为流程工业(或过程工业),包括炼油、化工、冶金、热电、造纸、医药等行业,其消耗了绝大部分的能源、资源,产生了大量的工业排放,但却是国民生计的基础,因此提高流程工业的能源使用效率,减少二氧化碳排放是工业节能减排的重中之重。做好流程工业节能,李教授认为,流程优化和系统热集成是关键。因为流程是流程工业的核心,流程、工艺的先进性本质决定其用能的先进性;热耗占流程工业总能耗的90%以上,热的问题解决了,用能的问题就基本解决了。
“抓住了它们,就牵住了‘牛鼻子’。”李国庆教授说。“近几年来,我研究方面主要做两件事。一是完善石化过程系统能量优化方法(简称五步法);二是搭建起优化计算平台,包括扩充流程优化和系统热集成专家系统和提高平台计算效率”。
略显晦涩的专业术语背后,包含着科研者日日夜夜的辛苦付出和大量的智力投入。
谁的能耗低、排放少,谁就有利润
在李国庆教授看来,自己赶上了好时代,降耗、减排为王的年代正在来临。
李国庆教授向记者介绍了科研成果——“过程工业流程优化和系统热集成”。经过多年的研究和实践,李国庆教授团队逐步探索出了过程工业系统能量优化方法,先后为三十多家中石油、中石化、中海油、中国化工企业,十几家民营、合资、外资炼油及化工企业进行了能量优化服务,完成了六十多项全厂性能量优化研究项目,其中十一项企业给出了应用评价,合计创造节能和物料效益14.2681亿元/年。实践表明,大部分企业的节能率在10%以上,节能改造投资回收期普遍低于2年。
“从过往的经验看,流程工业企业的节能潜力很大,降低10%是可能的。因此要政府鼓励、依法依规监督,企业投入。企业要澄清一个观念,以为节能要花大价钱。其实不然,节能以热集成为重点,因此大都只涉及换热设备和管线调整,投资回收期大多不超过一年,是立竿见影的项目。”李国庆教授说,经过改革开放几十年,我国流程工业的规模世界领先、门类也基本齐全,大投资扩产能、上项目的时代基本过去。接下来,要眼睛向内,走降成本和产品定制化、精细化的路线。
每一位科学家所在的行业都具有开放性,都需要对新技术不断更新。因此,不断学习成为科研者必备的素质。
从2014年起,李国庆教授便开始为山东京博石油化工有限公司开展能量优化服务,合作一直持续。在化工行业,瞄准“双碳”目标,企业家与科学家成了“合伙人”。但李国庆教授知道,科学家的追求是没有上限的。
李国庆表示,流程工业是传统行业,但关系国民生计,不可能停止和不发展。因此最需要的是前沿科学帮助其提升、跨越。如借助大数据技术,提高其先控水平;如发展先进装备,平衡其宏观和微观之间的矛盾;如开发新工艺,降低过程能耗等。