山西平朔煤矸石發(fā)電廠(chǎng)的總控室里,程芳琴緊盯控制屏,仔細(xì)記錄并研判數(shù)值變化。正在調(diào)試的300MW煤矸石發(fā)電機(jī)組,實(shí)現(xiàn)了煙氣超低排放,被國(guó)家發(fā)改委認(rèn)定為“資源綜合利用機(jī)組”。
青海馬海干鹽湖工業(yè)廢鹽的堆場(chǎng)“干事干成事干成大事”的紅色標(biāo)語(yǔ)下,程芳琴正與技術(shù)人員一起,取樣、培訓(xùn)、調(diào)試……攻克技術(shù)壁壘,扭轉(zhuǎn)了我國(guó)鉀肥依賴(lài)進(jìn)口的被動(dòng)局面。
變矸石山、廢鹽堆之“廢”為非常規(guī)戰(zhàn)略資源之“寶”。聚焦解決我國(guó)戰(zhàn)略資源鉀鋰鋁匱乏問(wèn)題,從廢棄物中把它提取出來(lái)加工成有用的產(chǎn)品,成為程芳琴孜孜以求的初心夢(mèng)想,更是她在資源綜合利用科技之路上快馬加鞭的不懈動(dòng)力。
面對(duì)世界難題 再硬的骨頭我也要啃
20世紀(jì)90年代,我國(guó)硫酸鉀嚴(yán)重短缺,對(duì)外依存度高,外匯逆差對(duì)內(nèi)向農(nóng)民實(shí)行補(bǔ)貼。國(guó)家“九五”期間,提出依托鹽湖資源開(kāi)展科技攻關(guān),她果斷迎戰(zhàn),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克礦泥含量高、轉(zhuǎn)化效率低、芒硝系統(tǒng)水不平衡的“卡脖子”難題。從系統(tǒng)的小試、中試到反復(fù)的計(jì)算優(yōu)化工程設(shè)計(jì),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淌┕ず驮嚿a(chǎn),持續(xù)攻堅(jiān)……當(dāng)她中試發(fā)現(xiàn)固液懸浮體系產(chǎn)品質(zhì)量在工程中無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行,她走訪(fǎng)美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等8個(gè)國(guó)家考察相近體系的先進(jìn)技術(shù),認(rèn)為自動(dòng)控制技術(shù)是穩(wěn)定工藝運(yùn)行參數(shù)的重要保障!這是國(guó)內(nèi)外復(fù)雜氣液固體系沒(méi)有先例可以參考的難題,她把挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)換為披荊斬棘的不竭動(dòng)力,給自己立下了“沒(méi)有退路,只能成功”的軍令狀。回國(guó)后,立刻成立自控小組,從實(shí)驗(yàn)到施工、安裝、試生產(chǎn),程芳琴與課題組的同志,開(kāi)始了連續(xù)攻堅(jiān),總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律并編制運(yùn)行程序、設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)回路、增設(shè)自動(dòng)閥門(mén)等生產(chǎn)工藝控制方案,向著確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,大幅降低生產(chǎn)成本勇毅前行。
從晨曦微露,到夜色蒼茫,8年的探索實(shí)踐,幾千個(gè)日夜的堅(jiān)守,千萬(wàn)次嘗試的堅(jiān)持,終于實(shí)現(xiàn)了芒硝法生產(chǎn)硫酸鉀過(guò)程系統(tǒng)水平衡的突破,為世界低品位資源制取硫酸鉀開(kāi)辟了一條新路。研究成果被清華大學(xué)金涌院士為組長(zhǎng)的專(zhuān)家組鑒定為國(guó)際同類(lèi)研究領(lǐng)先水平,寫(xiě)入《生態(tài)工業(yè):原理與應(yīng)用》典型案例,斬獲了2003年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這一成果倒逼硫酸鉀進(jìn)口價(jià)格大幅下降,為國(guó)家節(jié)約大量外匯。
心里有光的人,腳下就一定有路?!笆晃濉敝两瘢朔咴磻?yīng),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在青海察尓汗鹽湖、馬海干鹽湖的廢棄資源中,開(kāi)展氯化鉀和氯化鋰的提取研究與工程建設(shè),建成235萬(wàn)噸/年高泥礦制備氯化鉀和千噸級(jí)的氯化鋰生產(chǎn)線(xiàn),脫泥率大于90%,氯化鉀回收率提高17%以上。
實(shí)現(xiàn)報(bào)國(guó)夢(mèng),更加清晰地成為程芳琴的奮斗目標(biāo)。
造福于民的技術(shù)才是好技術(shù)
金杯、銀杯,不如人民的口碑。比起榮譽(yù),程芳琴更加珍視的,是創(chuàng)新技術(shù)能不能造福于民,能不能回報(bào)這片養(yǎng)育了她的黃土地上的父老鄉(xiāng)親。
在山西省南部運(yùn)城地區(qū)的境域,不管是滔滔黃河之畔的芮城縣,還是巍峨綿延的中條山垣曲縣,一望無(wú)際的田野上,那身穿白衣的技術(shù)員只要映入農(nóng)民的眼簾,人們就呼啦啦圍上來(lái),你一言,他一語(yǔ),“程工!”“程工!”叫得特別親熱。
鉀肥以低成本制造出來(lái)之后,程芳琴深入農(nóng)村了解情況,發(fā)現(xiàn)農(nóng)民種田的問(wèn)題是:一部分人認(rèn)為北方土地缺氮少磷富鉀,不愿意使用鉀肥;另一部分人認(rèn)為鉀肥可以使水果色澤艷麗,作物枝干茁壯,過(guò)度施肥!最根本的原因是不懂平衡施肥!她開(kāi)始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去田間地頭做農(nóng)化服務(wù),一家一戶(hù)的跑,一遍一遍的講,開(kāi)發(fā)的系列鉀肥產(chǎn)品受消費(fèi)者的歡迎,程芳琴撲下身子為農(nóng)民解決實(shí)際問(wèn)題的故事,在河?xùn)|大地傳頌著。
北方冬季取暖基本是靠土鍋爐燃燒散煤,一到冬季空氣污染就會(huì)加劇。這是產(chǎn)煤地區(qū)的頑疾。我國(guó)煤矸石年產(chǎn)生量約8億噸,堆存近百億噸。燃燒發(fā)電和地面回填是煤矸石規(guī)?;玫闹饕绞剑紵寐实?,回填堆場(chǎng)自燃、滲濾頻發(fā),嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和生命健康。
隨著碳達(dá)峰、碳中和被納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,成為國(guó)家和山西高質(zhì)量發(fā)展的重大課題。生于山西、長(zhǎng)于山西的程芳琴,堅(jiān)定地走在固廢高值利用的攻堅(jiān)之路上。從山西到內(nèi)蒙古、陜西、甘肅等地,程芳琴用3年時(shí)間深入了解煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,聚焦國(guó)家及區(qū)域發(fā)展對(duì)煤基固廢資源清潔高效利用的重大需求,邁出了推進(jìn)“美麗中國(guó)”建設(shè)的新步伐。
找準(zhǔn)方向、扭住不放,在攻堅(jiān)克難中追求卓越。經(jīng)過(guò)10余年聯(lián)合攻關(guān),她的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出分質(zhì)資源化利用——分類(lèi)無(wú)害化填充技術(shù),形成了煤矸石清潔燃燒發(fā)電、煤泥清潔型煤及配套爐具、灰渣高值化利用及協(xié)同矸石無(wú)害化處置等一系列成果,在役50MW和300MW機(jī)組應(yīng)用后,煤矸石利用率提至85%以上,爐內(nèi)固硫率提高10%。煤泥和生物質(zhì)制備環(huán)保型煤和配套爐具,使煤泥燃盡率大幅提高,減少了硫高溫釋放和一氧化碳中毒,建立了1800多個(gè)示范戶(hù),居民居住環(huán)境污染狀況明顯改善。一個(gè)又一個(gè)科技創(chuàng)新,填補(bǔ)了我國(guó)在煤矸石、煤泥污染控制和無(wú)害化處置領(lǐng)域的系列空白。
越來(lái)越多的煤灰坡、亂河灘、臭山溝搖身一變,成了老百姓身邊碧波千頃、綠樹(shù)成蔭、荷葉田田、美麗如畫(huà)的主題公園……
2021年,她率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)再次獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),推動(dòng)了清潔取暖、守護(hù)了百姓健康。
山再高 路再長(zhǎng) 步子不能停
“實(shí)現(xiàn)低能耗、溫和條件下煤基固廢中鋁鋰提取的工程化應(yīng)用,對(duì)保障國(guó)家戰(zhàn)略性資源安全意義重大……” 每天的清晨四點(diǎn),她都會(huì)把課題組研究過(guò)程的問(wèn)題梳理回顧,指導(dǎo)骨干教師和研究生在早會(huì)上清晰工作內(nèi)容,這個(gè)在企業(yè)養(yǎng)成的日事日畢的習(xí)慣,她在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的幾十年中一直堅(jiān)守著。
科研永遠(yuǎn)在路上,育人沒(méi)有完成時(shí)。一個(gè)團(tuán)隊(duì)的成長(zhǎng),猶如一個(gè)襁褓中的嬰兒長(zhǎng)大成才,飽含著家長(zhǎng)和老師的細(xì)心照料和精心培育。程芳琴關(guān)愛(ài)每一位年輕教師的成長(zhǎng),經(jīng)常幫助他們分析當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),討論技術(shù)問(wèn)題及其背后深藏的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,逐字逐句給年輕教師修改論文和項(xiàng)目申報(bào)書(shū),許多論文及項(xiàng)目申報(bào)書(shū)上都寫(xiě)滿(mǎn)了她的修改意見(jiàn)……一次次的思想碰撞、反復(fù)研討修改,青年教師們就是這樣被程芳琴高遠(yuǎn)的視野、清晰的思路、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、追求完美的態(tài)度感染著、熏陶著、滋養(yǎng)著、引領(lǐng)著。一些青年教師談起程芳琴對(duì)他們的呵護(hù),仍由衷感激。她們說(shuō):“程老師既是一個(gè)優(yōu)秀科研開(kāi)拓者,又是一個(gè)難得的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)路人,更是一位傾心傾情的護(hù)花使者和辛勤園丁?!比諒?fù)一日,年復(fù)一年,宛如春天的小草,在陽(yáng)光雨露浸潤(rùn)下,日有所長(zhǎng)。
科技的未來(lái)屬于年輕人,只有千方百計(jì)育人才,科技事業(yè)才能活水涌流,基業(yè)長(zhǎng)青。多年的企業(yè)工作經(jīng)歷和高校教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn),程芳琴清醒地認(rèn)識(shí)到必須通過(guò)政產(chǎn)科教結(jié)合培養(yǎng)時(shí)代新人,針對(duì)教學(xué)內(nèi)容滯后產(chǎn)業(yè)技術(shù)、學(xué)生工程實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)不足、學(xué)生上崗后需要較長(zhǎng)的適應(yīng)期等問(wèn)題,她開(kāi)展了研究生培養(yǎng)模式改革。通過(guò)十多年的不懈實(shí)踐,程芳琴教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“四位一體、四方聯(lián)動(dòng)、平臺(tái)支撐”的育人新生態(tài),注重在“學(xué)科共建、校企互通、協(xié)同創(chuàng)新”的沉浸式實(shí)踐育人教育改革中培養(yǎng)研究生工程創(chuàng)新和應(yīng)用的能力,趟出了一條具有工程特色和地方特色的研究生培養(yǎng)新路,榮獲2022年高等教育(研究生)國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。
程芳琴團(tuán)隊(duì)與山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司、山西大地環(huán)境投資控股有限公司等企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)。“山西省固廢利用產(chǎn)教融合研究生聯(lián)合培養(yǎng)示范基地”成為校企合作的橋梁,讓師生有條件、可持續(xù)地走近地方、貼近企業(yè),深度參與技術(shù)開(kāi)發(fā),提升研究生與企業(yè)骨干互促互學(xué)、協(xié)同攻關(guān)的能力,培養(yǎng)了一批服務(wù)能源環(huán)境類(lèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的復(fù)合型人才,有效塑造了校地合作的“襄垣模式”。在與企業(yè)共建中試基地的實(shí)踐過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)“企業(yè)技術(shù)問(wèn)題梳理”“企業(yè)一線(xiàn)開(kāi)題”“企業(yè)論文答辯”等方式,有效進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,顯著提高了學(xué)生專(zhuān)業(yè)實(shí)踐水平和技術(shù)服務(wù)能力,使廣大研究生迅速成長(zhǎng)為“留得住、用得好”的工程技術(shù)型人才,他們?cè)?至5年內(nèi)迅速成長(zhǎng)為企業(yè)所需的復(fù)合創(chuàng)新型人才。
一批批具有集智創(chuàng)新、協(xié)同攻關(guān)能力的復(fù)合型人才脫穎而出。程芳琴教授咬定煤基固廢不放松、把科技成果植根于三晉大地上的行動(dòng)讓她的學(xué)生深受感動(dòng):“程老師追求科學(xué)是執(zhí)著的,關(guān)心學(xué)生是用心的,有這樣的好老師,我們還有什么理由不珍惜不努力?我們要把科學(xué)論文寫(xiě)在祖國(guó)大地上,把研究成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中,把人生理想融入到為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)的奮斗中。”
“每個(gè)優(yōu)秀的人,都有一段沉默的時(shí)光。那段時(shí)光,是付出很多努力卻得不到結(jié)果的日子,我們把它叫做‘扎根’?!边@是程芳琴在開(kāi)學(xué)時(shí)給學(xué)生的寄語(yǔ),這也成了她的學(xué)生和團(tuán)隊(duì)在科研最煎熬、最迷茫時(shí)的指路明燈。他們正在逐漸成長(zhǎng)為新一代的卓越工程師,接續(xù)繪就美麗中國(guó)的恢宏畫(huà)卷。(來(lái)源:未來(lái)網(wǎng)教育看點(diǎn))