周光耀院士的纯碱人生

　　纯碱学名碳酸钠，是一种根本化工原料，普遍使用于工业制制、食物加工和日常糊口三大范畴，是被誉为“化工之母”三酸两碱中的两碱之一。周光耀从20岁加入工做起，便取纯碱结下了疑惑之缘。周光耀1954年正在大连碱厂加入工做成为一名手艺人员，1965年调入化工部第八设想院成为一名纯碱设想工程师，后任中国成达工程公司副总工程师、首席手艺专家，1995年7月被选中国工程院化工、冶金取材料工程学部院士，成为化工部所属设想院第一位中国工程院院士。期间，他研发多项高效、低碳绿色手艺，成功使用到纯碱工程项目扶植中，无力鞭策了我国纯碱财产的大型化、绿色化和现代化成长。正在周光耀院士90岁之际，特刊发此文，致敬其为我国纯碱事业成长做出的主要贡献。周光耀1935年12月出生于浙江宁波鄞县的一个小镇。家中有兄弟姐妹8个，他排行老四。父亲正在镇上开了一家小杂货店，勉强维持家中根基糊口。1942岁首年月，周光耀正在鄞县小学读书。1949岁首年月，周光耀考入宁波一所出名的私立学校效实中学读初中。正在中学，他对化学很感乐趣，每次做化学尝试时，城市被玻璃器皿里奇奥幻化的液体和气体所吸引。1951年7月，周光耀以年级第二名的优异成就初中结业。此时，他已深知家里没有前提再支撑他读高中，于是报考了中专，进入杭州化工学校无机物工艺专业读书。他正在杭州化校进修勤奋，1954年8月，他响应国度号召，投身东北化工扶植，成为大型国有化工企业大连碱厂(后为大连化工场)一名手艺人员。刚加入工做的周光耀充满了工做热情取立异，但他其时并不大白科学研究取工程设想之间的关系取区别。后来颠末专家指导，他才逐渐懂得，也认识到本人学到的学问取现实工做要求还相差甚远，必需通过继续进修深制，才能顺应化学工程设想工做的需要。于是，他下定决心继续肄业。1956年9月，周光耀考上了大连工学院(现为大连理工大学)夜大部化工工艺专业。他白日正在碱厂上班，晚上就坐火车去大连郊区的夜校上课。每天一下班，他兜里揣上来不及吃的窝头、馒头赶往火车坐，乘坐由货车车厢改拆的闷罐车厢，行程1个多小时才能达到学校。长时间的白日上班晚间上课，饮食和做息不纪律，加上途波动，周光耀患上严沉胃病。虽然工做忙碌，加上疾病，他却一直以顽强的意志白日毋忝厥职，晚上吃苦进修。1961年12月，他完成了大学本科学业，并被评为优良。周光耀做为一名通俗的工程手艺人员，对长达6年多的夜猛进修没有放松，对白日的各项工做也抓得很紧，而且可以或许把学到的理论学问使用到纯碱设想工做碰到的各类具体问题上，勤奋做到了学致使用。20世纪60年代初，我国第一套用联碱法出产纯碱的工业安拆正在大连化工场建成投产，但设备运转初期管道结疤成了限制纯碱产量的一个瓶颈。正在一次因外冷器结疤严沉激发的设备毛病中，周光耀正在联碱安拆高塔和管道爬上趴下、钻进钻出，颠末现场大量查询拜访核实和细致数据计较，得出了一个立异处理法子。他提出要节制管壁过饱和度的新概念，并提出不是加大传热面积，而是缩小传热面积，用提高管内流速处理设备运转初期碰到的结疤问题方案，处理了联碱出产安拆一般运转的一道拦虎。周光耀的进修韧劲、研究、立异和担任立场，获得了带领和干部职工的遍及承认和充实必定。他正在大连化工场工做期间，1959年被评为五好团员和先辈工做者，1960年1月被评为青年红旗头，1962年1月插手中国，昔时被评为年度先辈工做者。为顺应国度三线年将大连、锦西和四川化工企业的部门设想人员取西南化工设想研究院设想部门归并，正在成都成立化工部第八设想院(简称化八院)。周光耀也随之调入，成为化八院一名纯碱设想工程师。周光耀说：“手艺立异是设想工做的魂灵，没有魂灵就没有生命，设想工做若是没有立异，也就不会有前进。”正在他处置纯碱工程设想的职业生活生计中，一直勤于思索、斗胆思虑，敢于测验考试新手艺、新工艺、新方式、新模式，成功研发了多项立异手艺，并把这些立异成功使用于纯碱工程扶植和出产企业，无力鞭策了纯碱财产手艺前进和出产企业手艺。此中，天然轮回外冷式碳化塔手艺于1989年获国度科学手艺前进三等。国外厂商的对外冷式碳化塔手艺安拆要价过高，他白日忙营业，晚上和业余时间搞研发。找不到现成材料，他就本人脱手做模子测试数据。颠末几年从根本理论研究到工业性试验的艰辛摸索，周光耀设想团队取出产厂家合做，终究研发成功天然轮回外冷式碳化塔，于1987年投入工业化出产，并很快被普遍推广使用。这项严沉手艺属于国内初创，次要机能目标优于国内统碳化塔，达到世界先辈程度，于1988年获化工部科技前进二等，1989年获国度科学手艺前进三等。联碱工程设想新手艺于1990年获国度科学手艺前进二等。周光耀设想成功中国第一套具有完全自从学问产权的联碱安拆，处理了程度衡问题。该项设想新手艺使用于四川成都新都氮肥厂年产4万吨联碱工程，并于1990年12月获国度科学手艺前进二等。随后，周光耀率领设想团队采用多项新手艺、新工艺和新型大型设备，研发出具有完全自从学问产权的年产60万吨纯碱安拆新手艺，使用到多家大型纯碱出产企业，收到显著的经济和社会效益。该手艺于1996年获化工部科技前进一等，1998年获国度科学手艺前进二等。别的，周光耀率领团队研发的大型绿色低碳纯碱手艺成为国度沉点推广的低碳手艺。从2006年起，周光耀率领设想团队研发成功第三代联碱手艺，即大型绿色低碳纯碱手艺，使得纯碱洁净出产程度大幅度提拔，联碱法(轻质)纯碱能效标杆程度为160千克尺度煤/吨，基准程度为200千克尺度煤/吨。分析能耗国际领先，较能效标杆程度降低16。87%。成达公司设想中盐昆猴子司的单元分析能耗为132千克尺度煤/吨纯碱、江苏华昌化工公司的单元分析能耗为133千克尺度煤/吨纯碱，这两家企业持续多年成为纯碱行业能效领跑者。该手艺已入选2025年《国度沉点推广的低碳手艺目次(第五批)》。此中，新型变换气间接制碱碳化塔手艺于2000年获得纯碱行业科技前进一等。采用变换气间接制碱，是间接将变换气送碱碳化塔，正在碳化塔内同时实现变换气脱碳和生成碳酸氢钠两个过程。针对二氧化碳分压达不到浓气制碱目标，周光耀提出加大压力，同时改变塔体布局进而能够承载压力的设想，将保守碳化塔方形水箱改为卵形水箱。1971年，周光耀起头新型变换气制碱手艺的初步研究，并取省联碱厂进行了合做开辟，经频频演算论证，改良了碳化塔塔板布局，南来北往做了多次模仿尝试，于1997年完成最终设想方案。1999年3月安拆一次试车成功，各项目标均达到或跨越设想目标，于1999年12月通过国度石油和化工局手艺判定。这种新型外冷式变换气制碱碳化塔采用低温制碱和低温接收手艺，将碳化系统压降降低至0。3Mpa摆布，且布局简单，大型化后出产规模扩大而占地面积减小，从动化程度提高，操做简洁，能耗降低。这是我国独创的先辈手艺流程，正在合成碱范畴处于国际领先程度，并很快获得普遍的推广使用。正在短短几年间，我国变换气制碱年总产量由10多万吨跃升到200万吨以上。2000年，该项手艺获纯碱行业科技前进一等。别的，周光耀和团队研发设想的大型冷、盐析结晶器和无角阀外冷碳化工艺别离获纯碱行业2006年度、2007年度科技前进二等，华昌纯碱项目环保型制碱外冷碳化塔清洗新工艺及单系列大型氯化铵结晶单位于2008年获四川省科技前进三等，联碱法纯碱工艺手艺改良及设备大型化手艺于2012年获化工行业科技前进一等，以液相为持续相的碳酸化反映焦点配备手艺开辟及使用于2022年获四川省科技前进三等。周光耀还有一些研发和手艺专利正在业内惹起反应。好比低浓度窑气间接加压碳酸化制碱手艺，打破了国外遍及认为的天然气烧石灰窑不克不及用于纯碱出产的保守认知，奠基了低浓度二氧化碳碳酸化操纵的理论根本，为实现低成本二氧化碳捕集及固定供给了手艺线，并成功实现工业化。正在专利方面，天然轮回外冷式碳化塔手艺于1989年获中国发现专利；外冷变换气制碱清洗工艺于2009年获中国发现专利，并正在2013年获第15届中国专利优良。此外，他还颁发多篇高程度学术论文，出书刊行2部学术著做。1992年10月，周光耀获得国务院特殊津贴。1995年7月，周光耀被选中国工程院化工、冶金取材料工程学部院士，成为化工部所属设想院第一位中国工程院院士。周光耀给本人定下了4个字的人生原则：攀爬、求实。他说：“攀爬就是人的终身应是不竭攀爬的过程，登上一个高度后又要继续攀爬下一个高度；求实就是老诚恳实，踏结壮实干事。”他把本人的这一人生原则，贯穿到了纯碱手艺工艺研发和工程项目设想的全过程，把本人立异研发的先辈高效、低碳绿色手艺使用到纯碱工程项目扶植中，鞭策了我国纯碱财产的大型化和现代化。1968年，化八院承担四川省自贡市鸿鹤化工总厂联碱工程设想使命，周光耀担任该工程设想总担任人。从1968年起头到1971年，他组织设想团队成功设想出我国第一套具有自从学问产权的联碱安拆——年产10万吨纯碱鸿鹤联碱工程，并于1975年9月建成投产。该工程系氨碱改联碱并扩建，手艺难度很大，正在工程设想上实现了大型联碱厂的程度衡，采用廉价烟道气做为碳化清洗气气源，添加纯碱产量7%~10%，正在国内均属初次，达到国际先辈程度。工程投产后，处理了废气污染问题，节约了冷却水。该设想于1981年被评为20世纪70年代国度优良设想和化工部优良工程设想一等。跟着20世纪60年代大连化工场、鸿鹤化工总厂和青岛碱厂等大型联碱安拆的建成投产，我国纯碱产量敏捷添加，到20世纪60年代中后期全国纯碱年产量冲破了100万吨大关。当前，国平易近经济敏捷恢复和成长，纯碱需求快速增加。为处理纯碱持久进口和求过于供的场合排场，国度从20世纪80年代初期起头筹建山东、和江苏连云港三大碱厂。正在三大碱厂的设想扶植中，周光耀做为工程设想总担任人之一，从督工艺出产安拆设想。正在他的率领下，正在国内第一次采用石灰纯碱法精制盐水、内冷吸氨、固相水制沉灰、流化床凉碱、筒仓散存纯碱、蒸汽多级操纵等新工艺、新手艺，采用了大型高效桶、大型内冷吸氨塔、大型异径碳化塔、大型不锈钢滤碱机、大型钢制蒸氨塔、大型化灰机、大型国产轻灰煅烧炉、大型本身返碱沉灰煅烧炉、大型离心式实空机及压缩机和平板换热器及螺旋板冷凝器等一批大型高效的从体设备，安拆的露天化、一体化、从动化、机械化程度等都有显著提拔。纯碱厂初步设想于1984年12月根基完成，1986年4月开工扶植，1989年7月建成投产。碱厂于1986年9月开工扶植，1989年9月氨碱安拆投料试车一次成功，成为国内首个完全依托自从手艺成功设想完成的大型氨碱厂。该厂年产60万吨氨碱安拆于1995年获化工部优良工程设想一等。连云港碱厂于1986年9月开工扶植，1989年10月建成投产。三大碱厂的建成投产，推进了中国纯碱工业大型化历程，提拔了中国纯碱工业出产手艺程度，大幅度添加了纯碱产量。到1991年，我国竣事了持久大量进口纯碱的汗青，中国由纯碱进口大国一举变为纯碱出口国，改变了世界纯碱工业产能款式。2016年3月，位于江苏姑苏的中盐昆山联碱项目开车期近，年过八旬的周光耀和设想团队配合前去姑苏昆山，对开车前期工做进行指点。抵达昆山当天，他就曲奔项目现场。其时昆山下着连阴雨，他戴上平安帽，径曲向38米高的碳化塔走去，塔四周的钢梯将身体探向塔外，查看塔的周边环境，还不时用手摸摸管壁温度。过后大师问他，为什么正在那么高的处所还掉臂探身世体亲身触摸感触感染设备。他说：“由于此次碳化塔布局是颠末优化改良的，必需正在现场亲身感触感染，才能大白现场设备运转取设想工况能否分歧，对开车前每一个环节的查抄都草率不得。”正在中控室，周光耀发觉DCS核心中控台显示的数据取之前计较的理论数据有误差，其时大师都没找到缘由所正在。他一夜没睡，一曲正在频频思虑问题缘由和处理法子。吃过早饭，他又同设想团队和业从去了现场，终究查出问题所正在。他半夜没有歇息，放松时间调整方案、进行计较、点窜图纸，最终将所有问题全数处理。2016年3月17日，年产60万吨纯碱的昆山项目完工投产。该项目于2020年10月获四川省优良工程勘测设想二等。由周光耀掌管获的联碱工程项目还有：新都氮肥厂年产4万吨联碱工程设想于1989年获国度优良设想金质；江苏华昌化工公司年产20万吨联碱项目于2008年获化工行业优良工程设想一等，2009年获国度优良工程银质；四川乐山和邦化工公司年产60万吨联碱项目于2011年获化工行业优良设想。正在周光耀的率领下，成达公司设想团队不只正在国内取得了显著成绩，界舞台也充实展示出中国纯碱手艺的合作实力。1991年，成达公司衔接第一个海外纯碱EPC项目印尼年产15万吨联碱成套手艺及设备出口项目，将我国纯碱手艺初次带入国际市场，成为其时中国化工以多项专有手艺带动成套设备出口创汇的最大安拆，正在化工设想行业起到了示范带头感化。2006年，成达公司总承包扶植乌兹别克昆格勒年产10万吨纯碱厂，并于2016年扩建到年产20万吨。此项目采用周光耀团队独创的气烧窑低浓度二氧化碳间接加压碳化手艺并初次实现工业化，可显著简化流程、削减投资、降低运转成本，具有较着的合作劣势。2023年，使用周光耀开辟的纯碱工艺手艺总承包沙特纯碱及氯化钙项目一次性投产成功，实现氨碱工艺蒸馏废液零排放，标记着整个化工安拆采用中国手艺尺度、中国配备制制进入中东市场。