扎根思源學院育棟梁 獻身能源化工做學問
2016-11-23 16:40:07
來源：西部決策網(wǎng)
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扎根思源學院育棟梁 獻身能源化工做學問
——訪美籍華人、西安思源學院能源化工首席教授李東
西部決策網(wǎng)訊（王瑞鵬 黃超）有人說，他是一個杰出的科學家，30多年來一直專注于能源化工的科研工作，并獲得了美國俄亥俄州辛辛那提大學碩士及博士學位，還曾就職于洛克伍德等全球知名的化工企業(yè)；
也有人說，他是一個優(yōu)秀的教育家，曾受聘于密蘇里州圣查爾斯Sanford Brawn學院及美國華盛頓大學生物醫(yī)學工程系。如今，為了祖國能源化工高端人才的培養(yǎng)及能源化工科研事業(yè)，毅然從美國回到祖國的懷抱，在白鹿原之上的西安思源學院為能源化工科研及人才培養(yǎng)孜孜不倦地奉獻著。
他，就是西安思源學院能源化工首席教授、美籍華人李東博士。
投身科研30余載 學成歸來報祖國
李東教授這一生自從與能源化工接觸之后便結下了不解之緣。大學期間他就讀于四川大學化學系，1976年畢業(yè)后一直從事能源化工方面的研究工作。為了進一步提升自己，李教授于1990在美國俄亥俄州辛辛那提大學攻讀碩士，1991在美國俄亥俄州辛辛那提大學攻讀博士，還獲得了“美國聯(lián)邦注冊化學工程師（PE）”。
在獲得辛辛那提大學博士學位后，由于在能源化工方面的突出貢獻，他被密蘇里州圣查爾斯Sanford Brawn學院聘為客座教授；此外，還被美國華盛頓大學生物醫(yī)學工程系聘為副研究員。由于在這兩所美國知名的大學展露出了卓越的才華，因此受到了許多國際知名化工企業(yè)的青睞，并于2004年3月-2010年10月供職于美國洛克伍德公司，且由該公司中國項目組項目工程師一步步地成長為公司研發(fā)工程師。
而現(xiàn)在，李東教授已回到祖國的懷抱，并受聘為西安思源學院能源化工首席教授。有一位中國工程院院士曾對李教授說：“李博士，你如果能夠培養(yǎng)出幾個像你這樣既有優(yōu)秀的實踐經(jīng)驗又有扎實的理論基礎的工程師的話，那么你回國來報效祖國的愿望就比較圓滿了。”為了院士這一句話，李教授立志一定要在能源化工領域為祖國干出點“名堂”來。他說：“今后的日子，我將全心身地投入到祖國的能源化工科研事業(yè)里，為祖國培育出更多的高端能源化工人才。”
如今，李東教授憑借著自己在能源化工領域的聲望，還被聘為中國能源學會煤炭專家組專家、寧夏寶塔石化研究院客座研究員、中國能源學會石油天然氣專家組專家等職。更值得一提的是，他還曾獲得了寧夏回族自治區(qū)第六屆“六盤山友誼獎”。
扎根思源搞科研 為節(jié)能事業(yè)獻身
近年來，西安思源學院將環(huán)保再利用技術作為學院可持續(xù)發(fā)展的重點研究工作，并在國內(nèi)眾多高校中率先使用國際先進技術實現(xiàn)了資源節(jié)能和循環(huán)再利用，為國家環(huán)保工作做出了巨大貢獻。特別是在資源節(jié)能研究和化工技術創(chuàng)新越來越成為國內(nèi)外高校研究的重要領域中展示出強大的學科吸引力。
其實這一切成果離不開西安思源學院的研究團隊和優(yōu)秀學生的努力與奉獻，特別是該校能源化工首席教授李東的深入研究，更使西安思源學院在能源化工領域的研究走在了全國高校前列。李教授目前的研究方向主要與煤有關。煤是我國重要的能源資源，是我國“一帶一路”戰(zhàn)略目標的主要支撐。陜西雖然是一個煤炭能源大省，但過去在煤的利用方面卻主要以粗放型為主，這不利于節(jié)能與環(huán)保。因此，李東教授在綜合考慮目前及今后對環(huán)保與節(jié)能的發(fā)展需求后，將研究重點及方向主要集中在煤炭的研究上。
李東教授向《西部大開發(fā)》介紹，他的研究主要集中在四個方面：首先是配煤燃燒研究，也就是煤的清潔燃燒上的研究。實際上煤如果用得好可以像燃氣或是油一樣實現(xiàn)清潔燃燒。這一點在國外已經(jīng)實現(xiàn)，但在我國的研究和實踐中，陜西也正向這個目標靠攏；其次是關于煤層氣的開發(fā)、利用和研究。一般情況下煤層中儲存著一種氣體，那是人們俗稱的“瓦斯”。其實瓦斯也是一種能源，燒起來就是煤氣，如果放到空氣中間就是大氣溫室效應，它的一個甲烷相當于七個二氧化碳。因此，如果不合理地從煤層中開采瓦斯，可能會導致瓦斯爆炸等安全事故，隱藏著巨大的安全隱患。所以，如果能把煤層氣體或是瓦斯有效發(fā)掘及預估它的儲量后，并合理加以利用的話，這不僅是一種巨大的資源，還將對我國“一帶一路”建設產(chǎn)生重要的影響；再次是配煤煉焦的研究。焦炭與鋼鐵冶煉密切相關，過去中國每年大概要消耗七億噸焦炭，如果能把劣質(zhì)煤加以運用的話就能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。也就是說如果能夠合理、科學地運用當?shù)氐倪\輸資源就可以節(jié)省巨大的資金；最后是大數(shù)據(jù)的開發(fā)利用。我們知道，現(xiàn)在的工業(yè)不論是化工還是能源系統(tǒng)都是一個大的系統(tǒng)，一個系統(tǒng)一個工廠中間每時每刻都在產(chǎn)生幾百上千的數(shù)據(jù)，如何把這些數(shù)據(jù)加以歸納分析，找出之間的相關性來加以利用，這就是我們所講的大數(shù)據(jù)的概念。
在煤炭得研究方面，西安思源學院及李東教授已經(jīng)在全國高校中做出了杰出的貢獻，而在中水回用領域的研究也取得令人矚目的成就。如今，西安思源學院率先采用的中水回用系統(tǒng)已達到了國際先進水平，因此還得到了國家環(huán)保部、陜西省政府的表彰及肯定，并被陜西省政府命名為“綠色學校”稱號。提到思源學院的中水回用系統(tǒng)，李東教授介紹道：“生物膜反應系統(tǒng)在十幾年前就已經(jīng)提出來了，而且思源學院當時也在使用，在這方面卻是做的很超前且非常出色的，思源學院在中水系統(tǒng)建設、運轉、維修等積累了很多的經(jīng)驗，思源每年從中水回用、雨水收集中至少可節(jié)省幾百萬元的資金，之所以能取得今時今日的成就，就是因為思源學院在建校選址時就已經(jīng)把設計、施工和使用中水系統(tǒng)考慮進去了。”
在中水循環(huán)利用方面，思源學院走在了全國高校前列，并積累了豐富的經(jīng)驗。李東教授介紹，目前思源學院在中水回用方面的研究主要是一種總結性的研究，其目的就是把思源學院目前在中水回用方面的研究成果系統(tǒng)化、標準化、規(guī)范化，然后研發(fā)成成熟的工藝推廣出去，使之繼續(xù)惠及社會，為節(jié)能環(huán)保做出更大的貢獻。“中水回用這個系統(tǒng)要是做不好，就不會有人使用，質(zhì)量達到了但不節(jié)省資金也不會有人用。所以這個系統(tǒng)不光是要有過硬的質(zhì)量而且要有長期的經(jīng)濟效益，比方說原來按照設計是三到五年壽命，你的產(chǎn)品用一年就壞了，這個投資成本就回收不回來了，它就肯定不合算。”李教授說道。而思源學院在這個過程中從環(huán)保理念出發(fā)，設計、施工和使用同時進行，從設計建造到運行再到設備的管理和維修，都有一整套科學的根據(jù)，所以這個經(jīng)驗很值得總結并推廣。
建立教學研究中心 助力“一帶一路”戰(zhàn)略
國家“十三五”規(guī)劃中能源是亮點，而煤炭又是能源十三五規(guī)劃中的重中之重。能源十三五規(guī)劃主要集中在供給側改革、能源消費總量的控制、能源布局的優(yōu)化，煤炭清潔高效利用、大力發(fā)展清潔能源方面。
特別是2015年底，“一帶一路”戰(zhàn)略已經(jīng)從國家頂層設計走向?qū)嵸|(zhì)落實，主要體現(xiàn)在這么三個方面：一、有利于拉動國內(nèi)消費、緩解國內(nèi)煤炭產(chǎn)能過剩的壓力；二、有利于煤炭企業(yè)走出去開發(fā)國外煤炭資源；三、有利于開拓國際市場、促進煤炭的國際貿(mào)易。“一帶一路”沿線下有不少國家煤炭資源十分豐富，如中蒙俄通道上的俄羅斯、蒙古是世界重要的煤炭生產(chǎn)國和出口國，哈薩克斯坦是中亞通道上的煤炭重要生產(chǎn)國，這為陜西的煤炭企業(yè)提供了良好的合作空間和平臺。為適應新形勢新任務的目標要求，西安思源學院在李東教授等學校專家的努力下，成立了“能源及化工大數(shù)據(jù)應用教學研究中心”。
李東教授介紹，能源及化工大數(shù)據(jù)應用教學研究中心研究方向主要集中在四個方面，一、建立煤田煤層氣資源預測模型并指導生產(chǎn)；二、建立高效煤粉鍋爐配煤系統(tǒng)，優(yōu)化利用本地資源，穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益；三、建立基于煤巖分析的煉焦配煤專家系統(tǒng)，優(yōu)化穩(wěn)定焦炭質(zhì)量；四、網(wǎng)絡-工業(yè)大數(shù)據(jù)。
在建立煤田煤層氣資源預測模型并指導生產(chǎn)方面的研究，能源及化工大數(shù)據(jù)應用教學研究中心將主要工作集中在四個方面：一、建立煤層氣含量預測模型；二、預測煤層氣總儲量；三、各鉆孔煤層瓦斯含量計算及校核。根據(jù)有關合同，以寧夏回族自治區(qū)吳忠市韋一礦地質(zhì)勘探報告為數(shù)據(jù)進行上述3項工作的實測值與理論值的比較研究，取得初步驗證。并與陜西省煤層氣開發(fā)利用有限公司進行合作，在彬長礦區(qū)拓展；四建立全煤層吸附曲線。
李東教授介紹，從環(huán)境保護的視角來看，我國能源結構調(diào)整有兩種途徑可供選擇：一是大力發(fā)展天然氣、核能、風能、太陽能等新能源，加速去煤化進程；二是盡快轉變傳統(tǒng)粗放的煤炭利用方式，著力推進煤炭清潔高效利用。“相比而言，我們覺得后者更加符合我國國情和經(jīng)濟發(fā)展實際，是破解我國能源困局的最有效途徑，也是我國能源結構調(diào)整實現(xiàn)“軟著陸”的必然選擇。根據(jù)我們所到企業(yè)以及官方公布的數(shù)據(jù)，發(fā)展清潔能源為重點的能源結構調(diào)整有以下幾個非常突出的戰(zhàn)略優(yōu)勢：一、化解煤炭行業(yè)產(chǎn)能過剩有利于職工就業(yè)和生活保障，有利于減輕政府負擔，保持社會穩(wěn)定；二、化解煤炭產(chǎn)能過?？梢员苊饫速M大量投資，可以減緩金融系統(tǒng)的壓力，減少對宏觀經(jīng)濟的影響；三、化解煤炭產(chǎn)能過剩有利于產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。”李東教授說道。而根據(jù)有關已簽合同，能源及化工大數(shù)據(jù)應用教學研究中心正在執(zhí)行陜西煤業(yè)化工新型能源有限公司的“煤粉鍋爐配煤燃燒研究”和“低階煤水煤漿增濃增效技術研究開發(fā)”。
目前，中國已經(jīng)形成了世界第一規(guī)模的高爐煉鐵和煉焦生產(chǎn)能力，協(xié)調(diào)好二者的關系是充分利用已有社會資源和煉焦煤資源，實現(xiàn)煉焦與煉鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。因此，能源及化工大數(shù)據(jù)應用教學研究中心注意到不光焦炭行業(yè)需要配煤，其他行業(yè)也仍然可以用到配煤技術，如半焦(蘭炭)和活性炭。李東教授介紹，將塊狀半焦(蘭炭)和搗固焦搭配用于高爐煉鐵，為降低鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵生產(chǎn)成本，有效地節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源開辟一條新的技術路線。同時，半焦(蘭炭)還是制作碳烯（高性能、高附加值的材料）的半成品。而陜西地區(qū)作為國家級較早的大型煤化工基地，國家企業(yè)和私營企業(yè)都已投了巨資進行煤的轉化生產(chǎn)蘭炭（半焦）或活性炭裝置。因為這類煤化工的下游企業(yè)多，且附加值高，所以應該還有市場。因此，中心將在發(fā)展水煤漿鍋爐和高效煤粉工業(yè)鍋爐的配煤煉焦外，還將看好配煤進行煤的轉化生產(chǎn)蘭炭（半焦）或活性炭這一市場。“現(xiàn)在，中心在模糊集合配煤煉焦的科研成果已于2014年用于昆明鋼鐵集團安寧分公司生產(chǎn)一級冶金焦。取得了主焦煤少用5——10%，減少質(zhì)量波動，質(zhì)量可設計人為控制在一定范圍之內(nèi)的成果。而2015年應用于寧夏寶豐能源集團生產(chǎn)的80焦和85焦，也取得令人滿意的結果。”李東教授自豪地說道。
在專注于實際應用研究的同時，中心還對大數(shù)據(jù)在能源化工領域的應用進行了深入的研究。對于大數(shù)據(jù)的認識，中心及李東教授有著獨到的看法，并將之運用于實踐。李東教授及中心認為，大數(shù)據(jù)首先是大量，至少幾千，少則幾萬，幾十萬；其次數(shù)據(jù)不一定要自己做（因為不可能做到）。關鍵是數(shù)據(jù)一定要自己搜集，否則別人就會當成記錄備查的資料，最重要是大數(shù)據(jù)一定要自己處理。在李東教授看來，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)都是密切相關，有機聯(lián)系的。其最重要的表征是自動化和大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)可以加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量；大數(shù)據(jù)可以減輕勞動強度，改善勞動條件；同時，大數(shù)據(jù)能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴大，達到延長設備使用壽命，提高設備利用能力的目的；此外，大數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程自動化實現(xiàn)能根本改變勞動方式，提高工人文化技術水平，為逐步消滅體力勞動和腦力勞動之間的差別創(chuàng)造條件，在化工行業(yè)，通過現(xiàn)代自動化技術，將生產(chǎn)工藝、設備、控制與管理連成為一個有機的整體。而根據(jù)中心近段時間的實踐，李東教授體會到了大數(shù)據(jù)的優(yōu)點，“首先是風險小。大數(shù)據(jù)的操作既不需要改變原有的操作程序、規(guī)定和要求；又不需要增加新的設備，從而改變原有的操作程序、規(guī)定和要求；其次是投資少，僅需要數(shù)據(jù)分析費用，和后期的計算機程序編制費用；再次是可檢驗；最后是可智能化。數(shù)據(jù)越多，效果越好。時間越長，數(shù)據(jù)越多。”李東教授介紹到。目前，中心正在與陜西煤業(yè)化工新型能源有限公司神木分公司洽談，爭取立項2017年陜西煤業(yè)化工集團的科研項目。
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