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过程工程引领技术创新
发表时间 2018-03-19 15:52 来源 本站原创

  ——记中国科学院过程工程研究所绿色化工研究部华超研究员

  “不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香。”美好的结果都要经历正确的过程,寻找正确的过程是华超目前的研究方向。与华超老师对话,会被他务实的精神和坚定的个性所感染。也许在很多人看来,他对于产业实践的过程太过于“固执”近乎“为难自己”。但理解了他的专业视角就能理解他这样一直“倔强”地遵从着自己的内心追求。他说:“我不愿做纸上谈兵的工作,这不是一位科研人真正的态度”。十几年来,正是这种严谨、勤奋、务实的专业精神,让他的科研之路展现出了“不一样的风采”,不断实现自己的人生价值和作为科研人员的责任心。

  路漫漫其修远兮 吾将上下而求索

  华超与化学化工的缘分,由来已久。学生时代就对化学学科“情有独钟”,这为他今后走上这条专业道路奠定了坚实的基础。

  2007年博士出站后,为更好地从事科研实践,追随自己的梦想,华超放弃了国内知名企业的优厚待遇和去国外继续深造的机会,毅然选择进入中国科学院过程工程研究所(以下简称:过程所)绿色过程与工程实验室,准备去探索未知、挑战难关。

  北京市海淀区中关村被誉为“中国硅谷”,过程所就坐落在这片的科研创新“重地”。作为在我国绿色过程工程领域起步较早、基础雄厚的国家级研究单位,过程所以面向国家过程工业战略需求和世界过程工程科技前沿,输出高效清洁的物质转化新工艺、新过程/新设备和集成技术为目标。多年来,在推动过程工业的技术升级换代和生产模式的根本变革的同时,也逐步形成了符合过程工程学科发展规律的科研创新体系。

  在过程所工作期间,华超深切地感受到了中科院研发平台具有的一种独特魅力,“敬业、团结、求实、创新”的单位文化一直影响着他。从事科研多年来,在过程所领导和同事的大力支持之下,华超以面向工业的迫切需求为导向,将研究聚焦在传质分离以及化工废弃资源的循环利用研究领域,“深耕细作”取得了诸多创新科研成果。

  一般来说,传质分离过程是指一类以质量传递为主要理论基础、用于各种均相混合物分离的单元操作,在化工生产过程中占有极其重要的地位。在很多情况下,一个新产品的生产过程能否实现取决于能否用有效的方法从反应生成的混合物中将该产品提取出来。一个产品的使用价值与价格常常因其中杂质的去除、纯度的提高而成倍甚至成10倍地提高。所以,对此类问题进行研究的意义和价值可想而知。针对国内外企业的迫切需求,多年来,华超带领团队静心于化工高效传质分离和环境资源利用的研究工作,经验与专业知识的积累,让他在专业上逐步发展,永攀高峰。

  纸上得来终觉浅 绝知此事要躬行

  “科研对于我来说不单单是一份工作,更是一份社会责任”。对于华超而言,拘泥于实验室的理论研究会让科学研究永远无法打破藩篱,只有立足于企业,从企业生产中发现技术,与企业合作解决技术,才是一名真正的科研人员要时刻践行的信念。而事实上,这一理念的坚持,也为他不断夯实自己的技术实力,并以此赢得行业与企业的肯定与高度评价埋下了必然的伏笔。与多个知名企业和机构开展高纯多晶硅研究就是一个典型的例子。

  众所周知,高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料。2005年以来,随着信息技术和太阳能产业的飞速发展,全球对多晶硅的需求增长迅猛,市场供不应求。在价格不断上涨的刺激下,国内掀起了一股多晶硅研究的热潮。但事实上,中国的多晶硅工业起步于20世纪50年代,70年代中期才实现了产业化,相较于西方国家差距甚远,以致于多年来多晶硅材料先进的核心生产技术长期掌握在美、日、德等国家手中,形成了对我国技术封锁和对市场垄断的状况。由于当时国内技术尚不成熟,企业在多晶硅生产中不仅成本高,纯度也达不到相应的产品质量要求,极易因产品销售不畅造成产能无法释放,从而使绝大部分企业都因为亏损而相继停产或转产。

  早在2006年,华超团队就针对改良西门子法生产多晶硅工艺进行了深入的实验和研究,并发现核心分离提纯技术是多晶硅工艺的瓶颈所在。根据期研究背景尤其在传质分离的研究基础,团队成员依托研究所及实验室在绿色传质分离领域的理论基础,与国内知名专家、学者和企业工程师进行了深入的交流学习,开发了一套自主知识产权的高纯氯硅烷提纯基础关键技术。通过团队研发和研究所平台的支持,2009年团队在国内某企业成功建立了国内首套氯硅烷提纯的提纯技术示范装置。在深入企业生产一线,进行了将近6个月的调试和运行后,他们的科研成果使多晶硅在产品质量大幅提高的情况下生产成本降低了20%,圆满达到了技术指标,彻底解决了制约多晶硅工艺的技术瓶颈,并一举打破了国外发达国家的垄断,得到了企业和多晶硅产业联盟的高度认可。而后,团队又通过一系列的持续创新和多套工业化技术的成功运行,形成了一系列拥有自主知识产权的国产化多晶硅提纯专有技术和核心装备。

  2016年,在强大的技术团队的支持下,凭借其可靠、先进的技术方案最终成为了东方希望集团投资的全球最大单套3万吨/年多晶硅装置的核心提出工艺的技术转让方。对于华超而言,这不仅是一种技术转化为生产力的表现形式,更体现了一种科研工作者敢于担当的责任与精神。未来,他们更要坚定不移地朝着这个方向继续前行,探索过程工程的未来。

  2016年秋天,也就是这个收获的季节,中国化工学会专家评委通过逐级审核,鉴于华超研究员在技术转化应用的突出成绩,授予第八届侯德榜化工科技青年奖,这一切成果的获得,都与华超团队过硬的技术实力、务实严谨的科研态度和不断产学研技术创新的精神并予以精准把握息息相关。但是这已经成为过去,他将以前的成绩做为不断鞭策自己的动力,不断探索科学知识的前进道路。

  值得一提的是,而今身为研究生导师的他,同样也希望带给自己的学生这样的感化。“为师者,并不仅仅要传道、授业、解惑,更要在学习方法、价值观以及未来方向上对学生进行引领。”秉持这样的想法,除了传授给学生专业知识以外,他还尽力将自己多年来深入企业一线的所感、所想全都授予学生,告诉他们:“真理存在于实践中,只有深入一线才能发现问题,解决问题。在科研与生产实践的结合中,哪怕是与企业车间工人进行相关问题的探讨,也会让你受益良多。”而这些,正是当代科研人身上最欠缺以及最宝贵之处。

  “驽马十驾,功在不舍。”回溯过往的点点滴滴,华超的科研人生更多的是坚持甚至可以说是一种傻傻的“固执”。对他而言,虚无缥缈的荣誉犹如过眼云烟,依托过程所一流的研发平台和一贯的研究理念,利用科研的成果为企业生产、为百姓生活做出切实的贡献才是从事科学研究的真正价值所在。未来,他还将为实现“引领绿色过程工程科学前沿,支撑过程工业技术创新”的发展目标而不断努力!