簡介:徐旭常,熱能工程專家。1932年11月29日出生,江蘇省常州市人;1953年畢業(yè)于東北工學(xué)院(現(xiàn)在的東北大學(xué));1956年畢業(yè)于清華大學(xué)研究生班;歷任清華大學(xué)熱能工程系教授,煤的高效低污染燃燒國家重點(diǎn)實驗室、煤粉燃燒研究組組長,多年來一直從事熱能工程、鍋爐、燃燒及污染控制的工程技術(shù)研究和教學(xué)工作;1995年當(dāng)選為中國工程院院士;1996年榮獲何梁何利科技進(jìn)步獎;2011年3月18日,因病醫(yī)治無效在北京逝世,享年78歲。
徐旭常,熱能工程專家,中國工程院院士。曾創(chuàng)立煤粉火焰穩(wěn)定的三高區(qū)原理,兩項新型煤粉燃燒技術(shù)獲得了國家二等和三等發(fā)明獎,世界知識產(chǎn)權(quán)組織和專利局的發(fā)明創(chuàng)造金獎,國家級有突出貢獻(xiàn)的中青年專家稱號。還獲得省、部、委級的獎勵16項。近年來研究與煤燃燒有關(guān)的大氣污染的治理,承擔(dān)了國家科技攀登計劃研究項目、國家重大基礎(chǔ)研究973項目的研究,取得了重大成果。他編著了《燃燒學(xué)》、《沸騰燃燒鍋爐》、《燃燒理論和燃燒設(shè)備》、《沸騰過程數(shù)值計算》和《燃燒技術(shù)手冊》等專著,發(fā)表有影響的學(xué)術(shù)論文150多篇。
用徐旭常自己的話說,他一生只做了三件事:
第一件事——
涉足煤的燃燒提高煤的燃燒質(zhì)量
多年以來,徐旭常一直在做環(huán)境問題,尤其是煤的燃燒和利用。這第一件事,就是要提高煤的燃燒質(zhì)量。我們大多都沒見過大型發(fā)電鍋爐,它有30層樓那么高,一旦燃燒不穩(wěn)定,發(fā)電廠立刻就會陷入癱瘓狀態(tài)。徐旭常對自己所從事的專業(yè)極為關(guān)注與熱愛。
徐旭常開始研究“旋流煤粉預(yù)燃室”的燃燒問題,就是一個國際性的難題。通常解決旋流燃燒不穩(wěn)定的辦法,是加大進(jìn)風(fēng)口旋流葉片的傾角,以增大燃燒室中氣流的旋流強(qiáng)度,擴(kuò)大中心回流區(qū),使燃燒更強(qiáng)烈來提高燃燒溫度。當(dāng)時工廠中采用的進(jìn)風(fēng)口旋流葉片傾角很大,達(dá)到50°,旋流強(qiáng)度很大,預(yù)燃室氣流的中心回流區(qū)也相當(dāng)大,可是燃燒極不穩(wěn)定。徐旭常和同事們大量實驗得出的結(jié)論是:旋流煤粉預(yù)燃室不同于氣體和霧狀液體燃料的燃燒,要反其道而行之。經(jīng)過多次試驗研究證實:旋流葉片傾角減少到35°,甚至20°時,弱旋轉(zhuǎn)的氣流在煤粉預(yù)燃室的有限小空間中,仍是貼著內(nèi)壁面運(yùn)動,高溫中心回流區(qū)并未大幅度縮小,有很好的燃燒穩(wěn)定性,而且消除了煤粉結(jié)渣的不良后果。
于是,徐旭常發(fā)明了新型旋流煤粉預(yù)燃室。不僅如此,他還注意到預(yù)燃室氣流中煤粉濃度的分布極不均勻,在高溫中心回流區(qū)的邊界上煤粉濃度很高,同時還有足夠高的氧濃度,能保證煤粉氣流穩(wěn)定地著火。徐旭常認(rèn)為這是能夠普遍應(yīng)用的新的氣固兩相流燃燒穩(wěn)定性概念,提出了“煤粉燃燒穩(wěn)定性三高區(qū)原理”——保持煤粉火焰穩(wěn)定的要素是著火區(qū)要有局部的高濃度煤粉、高溫和適當(dāng)高的氧濃度。
在這一原理的指導(dǎo)下,徐旭常和同事們發(fā)明了“帶船型火焰穩(wěn)定器的煤粉燃燒器”。
這兩項發(fā)明分別在1984年和1989年獲國家發(fā)明三等獎和二等獎。當(dāng)時曾大量推廣應(yīng)用,國家每年從中獲得經(jīng)濟(jì)效益3億元之多。
然而,煤燃燒后的污染也隨之而來,徐旭常又開始帶頭攻克這個難題。
他認(rèn)為:煤燃燒對環(huán)境的污染,主要有三大類:一是二氧化硫,二是氮氧化合物,還有可吸入顆粒物。如今在煤燃燒污染控制方面,由清華大學(xué)熱能工程系教授承擔(dān)了三個國家重大基礎(chǔ)研究“973”課題,均由這個系的教授擔(dān)任首席科學(xué)家。
我們國家由煤引起的環(huán)境問題很大,每年單是二氧化硫排放,引起的經(jīng)濟(jì)損失大約有1800億元人民幣。目前二氧化硫與氧化氮的問題,在我國技術(shù)上已經(jīng)掌握得很好,但是可吸入顆粒物的問題還遠(yuǎn)沒有解決。據(jù)悉,這個難題世界各國都還沒有掌握好。
我國燃煤污染問題在國際上最為嚴(yán)重,因為限于我國能源資源的配置,燒煤量是世界上最多的,燒煤的含灰量也是世界上最多的。目前的除塵率雖已達(dá)到99.7%,但未脫除的0.3%就是可吸入顆粒物,依然嚴(yán)重地危害著人民的健康??晌腩w粒物的危害不可小視,它接近于抽煙的危害,而且是被動吸入,它就存在于空氣之中。已經(jīng)生病住院的徐旭常對此還是非常關(guān)注。
第二件事——
大膽變廢為寶做真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)
煤的燃燒會出現(xiàn)二氧化硫。利用煙氣脫硫的方法處理二氧化硫后會得到另一種廢棄物,這就是脫硫石膏。我國每年的脫硫石膏大約有2600萬噸,能抵得上好幾座大山啊!由于脫硫石膏含水、含灰量較大,再次利用的可能性較差,而脫硫石膏的不斷堆積又會越來越多地占用有限的土地資源。
作為一名熱能工程專家,徐旭常開始對此關(guān)注,決心抓好第二件大事——變廢為寶,踐行循環(huán)經(jīng)濟(jì)。1996年,徐旭常的兩個日本朋友將脫硫后的副產(chǎn)品用來改變堿性土壤收到很好的實驗室效果,知道這個消息的徐旭常從中得到了啟發(fā),有了一個變廢為寶、一舉兩得的絕妙構(gòu)想,從那以后,徐旭常大膽捧起了自己專業(yè)之外的土壤改良學(xué)的課本,開始了嶄新的研究工作……
在與日本東京大學(xué)定方正毅教授、松本聰教授,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)烏力更、李躍進(jìn)教授等合作中,率先利用脫硫石膏,做了盆缽試驗得到初步的效果后,徐旭常帶著自己的團(tuán)隊,開始對我國基本不長任何作物的大面積堿化土壤做改良,進(jìn)行了大田實驗。1999年初秋,內(nèi)蒙古土默川平原上的托克托縣,40畝世代寸草不生的鹽堿地長出了顆粒飽滿的玉米;第一年(2001年)種植飼料玉米,施用區(qū)平均出苗率為67.3%,生物產(chǎn)量平均為每畝2869公斤;第二、三年出苗率達(dá)80%,產(chǎn)量已達(dá)當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)田的要求。改良規(guī)模從開始種植農(nóng)作物40畝起逐步擴(kuò)大,2007年就達(dá)到4萬畝以上,2009年達(dá)到12萬畝;并在荒地上試驗植樹60畝。改良的土壤幾乎涵蓋了中國所有的堿化土壤類型,實施范圍已經(jīng)覆蓋內(nèi)蒙古、寧夏、黑龍江、遼寧、吉林、新疆等北方有堿化土地的大部分省區(qū)。
那些荒地,幾百年甚至幾千年來,從來不能種莊稼,最多長了些堿蓬、堿蒿和狼毒等耐土壤強(qiáng)堿的植物。用脫硫石膏撒上去以后,當(dāng)年農(nóng)作物就豐產(chǎn)了,很神奇。種的作物有玉米、水稻、向日葵、苜蓿、葡萄、枸杞和甜高梁等,還有各種北方樹木。令當(dāng)?shù)剞r(nóng)民驚喜不已。
徐旭常對這項工作的意義有深刻的了解:我們國家有大量的鹽堿地。鹽地和堿地其實是有很大不同的,以前治理得比較好的是鹽地,集中在黃、淮、海河區(qū)域及沿海一帶,用的多是澆灌、排水的方法,通俗地說就是不斷用水去清洗土地中的鹽份。而堿地的特點(diǎn)是土地板結(jié),不透水,因而即使?jié)苍俣嗟乃哺緵]法洗掉地里的堿份。用脫硫石膏來改良堿地,這是將能源學(xué)科和環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)林牧等學(xué)科交叉融合的科研成果。不過,脫硫石膏里邊含有少量的堿性石灰、粉煤灰,有極微量的重金屬,我們原來一直擔(dān)心這些東西尤其是重金屬會對鹽堿地有什么影響?,F(xiàn)在,最令人欣慰的是,根據(jù)檢測表明改良后的土地重金屬的含量還少于原來的堿地。
顯然,以脫硫石膏來改良堿地是一條可行的循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路。中國有1億畝堿地,設(shè)想一下,這項工程所能帶來的經(jīng)濟(jì)與社會效益,該是多么可觀啊!
第三件事——
科學(xué)基礎(chǔ)研究嚴(yán)謹(jǐn)與創(chuàng)新永不分
燃燒著的旋流煤粉預(yù)燃室鍋爐前,徐旭常帶著學(xué)生目不轉(zhuǎn)睛地觀測著。突然,半米厚的爐墻說炸就炸裂了,可教授帶著他的學(xué)生們卻沒有半絲慌亂,鎮(zhèn)定地尋找問題所在。這樣的場景,在徐旭常的職業(yè)生涯里并不為奇。
“人家找我們?nèi)ゾ褪且驗樯a(chǎn)出了問題,你不到現(xiàn)場沒有一手資料,連問題出在哪兒都沒全搞清,何談解決問題?做基礎(chǔ)研究,細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)是必不可少的。”徐旭常絲毫不覺得自己曾面臨的危險,淡然得就好象他早晨起來洗臉?biāo)⒀酪话恪?/p>
徐旭常認(rèn)為:搞科研第一要有前瞻性,就是要找對國家有大用的事兒來做,第二就是淡化功利,踏踏實實做人做事。目前的學(xué)術(shù)界院士的年齡偏大了些,應(yīng)當(dāng)年輕化。但是要防止弄虛作假、抄襲等學(xué)術(shù)腐敗,在這一點(diǎn)上應(yīng)發(fā)揚(yáng)清華的優(yōu)良傳統(tǒng)。
徐旭常的過人之處在于,一個跟農(nóng)業(yè)毫不搭界的科學(xué)家,能敏銳地捕捉到機(jī)遇所在,大膽地與農(nóng)學(xué)院進(jìn)行合作,走上了一條循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路。這一創(chuàng)新意識與膽略不能不令人欽佩。而且,徐旭常的團(tuán)隊采用的是普通的農(nóng)業(yè)綜合措施,先灑上脫硫石膏,把堿地耕一遍、耙一遍的方法,然后不用澆上過多的水,只是滿足農(nóng)作物生長需要。可行性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益大大提高。
徐旭常的學(xué)生們經(jīng)常拿著上千件樣品,到國家權(quán)威機(jī)構(gòu)農(nóng)業(yè)科學(xué)院檢測中心去做檢測,清華就有這個能力進(jìn)行測試,但是徐旭常認(rèn)為一定得拿到國家權(quán)威機(jī)構(gòu),這樣出來的數(shù)據(jù)才有說服力?,F(xiàn)在我國寧夏的葡萄酒開始出名了,用脫硫石膏改良過的堿地種葡萄,長得特別好。而且,改良后的堿地第二年、第三年的作物生長得會更好。徐旭常對此并沒有滿足,他認(rèn)為要繼續(xù)做的事是:要找出農(nóng)作物生長得好、重金屬含量略有降低、農(nóng)業(yè)用水量可以比灌溉法大幅減少的機(jī)理,知其然還要知其所以然,這是需要繼續(xù)努力的方向。絕不能說我們對堿地的改良已經(jīng)大功告成。
目前,脫硫石膏來改良堿地已得到國家發(fā)改委的高度重視。為此,清華大學(xué)也成立了堿化土壤改良和荒漠化治理工程研究中心。徐旭常生病住院期間,依然忙著很多他要忙的事。他的老伴兒說:“他呀,年輕的時候老是住在學(xué)校集體宿舍,盡顧著工作,住院前還經(jīng)常出差,這回生了病算老實點(diǎn)兒,也只有這個時候我才可以好好陪陪他。”
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