简介:著名的选矿专家陈清如院士,是中国矿物加工工程学科领城的奠基者、开拓者和领军人物之一,在业界被誉为“干法选煤之父”。2019年被中国煤炭学会授予“煤炭科技功勋”荣誉称号。
为了天空的蔚蓝,他一生与煤相伴,致力于煤炭分选理论和工程实践的研究与开发,创立了“空气重介稳态流化”分选理论,建成世界上第一座空气重介质流化床干法选煤示范厂。
陈清如常对学生讲这样一句话:“做学问要顶天立地——顶天,就要站在国际前沿,瞄准世界一流;立地,就要结合行业和产业需求,解决我们国家的重大问题。”
陈清如1926年12月3日出生于浙江省杭州市。幼时的他亲身经历了日本侵华战争带来的各种灾难。从小学到高中,陈清如在战乱和社会动荡中先后辗转杭州、上海、南京等地求学,饱尝颠沛流离、居无定所的艰辛,深切体会到个人命运与国家命运的紧密相连。1942年,陈清如加入进步组织洪流社,积极参加沦陷区学生的救亡活动。通过学习革命真理,他更坚定了以身报国的决心。
1948年,陈清如报考唐山工学院采矿工程系。1952年,陈清如以优异的成绩毕业并留校任教,同年9月全国院系调整时调至中国矿业学院,从事选矿专业教学和科研工作。1958年,陈清如被公派前往莫斯科矿业学院学习。
回国后,他组织建成了应用放射性同位素选煤基础理论和测控技术实验室。为解决“难选煤”的分选问题,1964年,作为技术负责人的陈清如,全过程指导、参与了我国第一座用重介质旋流器处理末煤选煤厂的建设。同年,他还指导研制了我国第一台筛下空气室跳汰机,从而解决了选煤用跳汰机的大型化问题。
成功研制煤用概率分级筛
选煤,作为洁净煤技术的源头,可以有效脱除煤炭中的灰分、硫分等杂质,对于节约能源,保护环境十分重要。
上世纪七十年代末八十年代初,我国的选煤技术比较落后,尤其是潮湿细粒煤的分选,一直是困扰国内外选煤厂的重大难题。
200多年来,选煤一直以湿法为主,就是用水作为介质,将原煤中的杂质去除,但我国大多数矿井生产的潮湿细粒煤在筛分过程中极易堵塞筛孔,使筛分无法进行。
为了国家工业发展的需要,陈清如下定决心,一定要攻克这个难题。他不断地鼓励自己:“做一件事情不容易,何况要做一件较大的事,不要畏惧技术上的困难,也不要怕讽刺打击,只要出于公心,毫不畏惧。”
陈清如反复地验算、查阅资料,终于,一次偶然的机会,他在外文手册上发现了摩根森的概率筛分法,这让他茅塞顿开,可以借用这个原理来解决潮湿细粒煤的筛分问题。
但由于学校条件困难,陈清如在制作样机时费了不少周折。当时学校在重庆三汇坝,条件很差,陈清如和课题组的同志们利用实验室的旧有设备和废弃材料,经过多次试验,设计和制造了概率分级筛的样机。样机应用前,还需要进行工业性试验,为此陈清如亲自前往现场,坚守三个月。终于在1982年8月,煤用概率分级筛研制成功。从理论到应用,陈清如仅仅用了三年时间,就成功解决了潮湿细粒煤易堵塞筛孔的世界性难题。
在陈清如的不断推广和指导下,当年全国19个省、市、自治区,88个煤矿厂使用了他研制的煤用概率分级筛,每年为选煤厂增加经济效益一亿元以上。30年过去了,至今这种设备仍在广泛使用。
攻克干法选煤世界级技术难题
20世纪70年代末80年代初,中国的选煤还比较落后,大量的动力煤不经过分选直接燃烧,造成极大的浪费,同时污染了环境。如果把煤炭分成不同质量的产品,就可以满足用户不同的需要,既合理又经济。新疆、山西、陕西和内蒙古西部等主要煤炭基地,由于缺水,使用传统的湿法选煤技术分选煤炭有很大的局限性。同时,湿法选煤既浪费水资源,又污染环境。为了解决中国缺水干旱地区、高寒地区以及遇水易泥化煤炭的分选问题,陈清如开始空气重介质流化床干法选煤技术研究与开发。
在确定方向以后,陈清如决定将干法选煤分为基础研究、半工业性试验、工业试验三个阶段,他已经准备好打一场艰难地“持久战”。
在中国矿业大学老校区的一角,有一座五层楼高的旧式厂房,这是中间试验厂。1986年,陈清如完成空气重介流化床基础理论研究后,在这里开启了半工业化试验,这也是世界上第一座空气重介质流化床干法选煤中间试验厂。
当年科研经费非常紧张,陈清如和学生为了给核心装置上的布风板打孔,就借用学校的机械厂,连夜赶工,最后被用坏的钻头就足足有一麻袋。陈清如每天和学生们在这里取样、调试、观察,经过三年的努力,1989年,空气重介质流化床干法选煤半工业化试验取得成功。
陈清如认为,只有把干法选煤技术应用到工业生产中去,才能真正解决我国中西部高寒缺水地区的选煤问题。
上世纪90年代的中国,煤炭产能过剩,许多选煤厂生存困难。虽然干法选煤具有投资小、环境污染少等特点,但要为一套全新的选煤工艺投资建厂,几乎没人敢冒险。经过一年的推广努力,1990年11月,陈清如最后选定在黑龙江省七台河市桃山煤厂施工。
1990年底,正当干法选煤的研究和开发工作如火如荼地进行时,病魔却悄悄地降临了。陈清如由于长期熬夜工作,生活不规律,身体日渐衰弱。12月18日,陈清如突然便血,后被诊断为肾癌。学校领导去医院看望他时,他提了两条意见:“如果癌细胞还没有扩散,就尽快手术;如果癌细胞已经扩散,就立即出院,我还有很多工作要做。”
左肾切除手术后20天,病情刚刚稳定,陈清如就坚决要求出院,没休息几天就坐火车赶往七台河。当时中国矿业大学已经迁址徐州,从徐州到七台河需要38个小时,中途还要转一次车。对于刚动过大手术的病人来说,不仅辛苦,而且危险,但是为了钟情的科研,他把一切都置之度外。为尽快建成空气重介质流化床干法选煤工业性试验系统,同时,也为完成“八五”国家重点工业性试验项目,陈清如带领团队吃住在现场,最长一次连续待了三个多月。
1994年6月,经过三年的不懈努力,世界第一座空气重介质流化床干法选煤示范厂调试成功,这不仅解决了我国干旱缺水、高寒以及遇水易泥化地区煤的分选问题,还我为国洁净煤技术的发展开辟了一条新的途径。
此后,陈清如荣获了国内外发明专利22项,他的这次发明被誉为煤炭产业的一次革命。陈清如也被称为“干法选煤之父”,那一年他已经68岁。
从1984年着手理论研究到1994年工业性示范厂建成,整整十年时间,陈清如一边坚守一线,攻克各种难题;一边不断地加强国际交流与合作。他知道,一项全新技术的完善和推广,还需要几代人的共同努力。
做学问要顶天立地
1982年,陈清如开始招收研究生。他招学生与众不同,简单说就是两个字——跨界。他的50余名硕博研究生中,矿物加工专业的只有20位,其他则涵盖了数学、物理、机械、计算机、化工等各个专业。在陈清如看来,多学科交叉的背景正是诞生创新与创意的沃土,而把不同学科分散的力量集聚在一起,也能发挥不同特长人才优势,形成强大的科研团队。
陈清如治学严谨,对学生要求极为严格,大到确定研究方向和学位论文选题,小到字句、标点符号,毕业答辩幻灯片的制作及时间控制,陈清如每个环节都会严格把关。赵跃民教授是国家杰出青年基金获得者、中国矿业大学副校长,也是陈清如的第一位研究生。他回忆,在一次做筛分机数学模型的过程中,他前后做了一个月实验,积累了大量数据。而当数据交到陈清如手中时,陈清如却察觉出了异常,随后跟着学生到现场重新操作,结果发现系统存在实验误差,之后,一切推翻重来。
对学生来讲,陈清如不仅是一位严师,也是一位慈祥宽厚的长者。每到各种节日,陈清如祝福和问候的短信或邮件总是先于学生们发出。每次出差时,他总想着把附近的学生叫到一起聚会。学生们工作、生活中遇到的问题,陈清如总是尽力相助。谈到老师,学生们说得最多的就是“感动”和“感谢”。
严师出高徒,陈清如先后带出50多名硕士和博士研究生,为国家培养了一批高质量的科技人才和接班人,如赵跃民、骆振福、朱金波、解强、何亚群、谢广元、韦鲁滨等。其中,赵跃民成为目前国内矿物加工工程学科的领军人物,有些则成为国家杰出青年基金获得者、长江学者奖励计划的特聘教授等。
陈清如常对学生讲这样一句话:“做学问要顶天立地——顶天,就要站在国际前沿,瞄准世界一流;立地,就要结合行业和产业需求,解决我们国家的重大问题。空气重介质流化床干法选煤从科学理论到工程技术都是开创性的,需要几代人长期不懈的努力。”
2010年4月25日,对陈清如来说是个特别的日子。这一天,第16届国际选煤大会在美国肯塔基州列克敦市召开,这是国际选煤界最具权威性、最具影响力的大型国际会议。大会上,陈清如被授予首次设立的国际选煤大会组委会主席“终身成就奖”,这是目前国际选煤界最高个人科技成就奖。颁奖仪式上,陈清如发表获奖感言说:“这是我一生中获得的最高奖项。我十分珍惜……我虽已85岁了,但我还将继续为我热爱的选煤事业奋斗终身。”